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Full text of "Annales des mines: ou recueil de mémoires sur l'exploitation des mines et sur les sciences et ..."

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ANNALES 



DES MINES 



Les AzfNALBS DBS MiNBs sont publiées sous les auspices de l'Adminis- 
tration des Mines et sous la direction d'une Commission spéciale, nom- 
mée par le Ministre des Travaux publics, ('ette Commission^ dont font 
partie le directeur des routes, de la navigation et des mines et le direc- 
teur du personnel et de la comptabilité, est composée ainsi qu'il suit : 



MM. 

PoTiEK, ingénieur en chef, prof, 
à TEcole supérieure des mines. 

DOUVILLÈ, d* 



MM. 

IIato>' de la Gon>iLLiF.RE,insp.gén., 

président. 
LoRiBux, inspecteur général. 
AouiLLoN, insp. gén., professeur à | Bektran», d* 

l'Ecole supérieure des mines. . Lk Chatelibh, d* 

Car.not, insp. gén., directeur de ' Loihn. d* 

l'Ecole supérieure des mines. j Pellktajc, ing. en chef, inspecteur 
Reller, insp. gén.. secrétaire de la de l'Ecole supérieure des mines. 

Commission de la statistique de ! S.\i;vage, ingénieur en chef, pruf. 



l'industrie minérale. 

WOHMS DE UOSIILLY, iusp. géU. 

Ni VOIT, d* 

Delako.nu, d' 

DrpoRCv, d- 

Cheyssox, insp. gén. des ponls et | Y^ '-ai na^ m 

chaussées, professeur à l'Ecole J;K»»"ktojc, d- 

Zkilleh, ingénieur en chef, .seciè- 
taire de la Coin mission. 



H l'Ecole supérieure des mines. 

ClIESNEAC, d* 

IIumbert, d* 

Tkrmier, d* 

Bkauoey, d' 



supérieure des iiiim-s. 



L'Administration a ré.servé un certain nombre d'exemplaires des 
Annales des Mines puur être envoyés soit, à titre do don, aux principaux 
établissements nationaux et étrangers consacrés aux sciences et à 
Tart de.s mines, soit à titre d'échange, aux rédacteurs des ouvrages 
périodiques, français et étrangers, relatifs aux sciences et aux arts. 

Les lettres et documents concernant les Annales des Mines doivent 
être adressés, sous le couvert de M. le .\finistre des Travaux publics^ à 
M. l'ingénieur en chef, secrétaire de la Commission des Annales des 
Mines. 

Les auteurs reçoivent gratis 20 exemplaires de leurs articles. 

Ils peuvent faire faire des tirages à part, à raison de 9 francs par 
feuille jus([irà 50, 10 francs de iiO à lOO, t-t o francs en plus pour chaque 
centaine ou fraction de centaine à partir de la seconde. — Le tirage à 
part des planches est payé 10 francs par planche et par cent exemplaires 
ou fraction de centaine. Les planches extnmrdinaires sont payées au prix 
de revient. 

Le bn»chage, y compris couverture imprimée et faux frais, est paye, 
pour une feuille seule ou une fraction de feuille, li francs le ]>remier 
cent et l',25 pour chaque centaine ou fraction dr cent.iine en plus. 
Pour ciiatiiie planche, ou chaque nouvelle feuille de texte, il sera payé 
0',-2îi par chaque centaine d'exemplaires. 

La publication des Annales des Mines a lieu par livraisons, qui paraissent 
tous les mois. 

Les douze livraisons annuelles forment trois volumes, dont deux con- 
sacrés aux matières scientillques et techniques, et un consacré aux 
actes administratifs et à la jurisprudence. Ils contiennent ensemble 
120 feuilles d'im])ression et 24 planches gravées envin^n. 

Le prix de l'abonnement est de 20 francs pour Paris, de 24 francs pour 
les départements et de 28 francs pour l'Etranger. 

Tours. — - Imprimerie Dssus Fhéhes. 



ANNALES, 

DES MINES 

OU 

RECUEIL 

DE MÉMOIRES SUR L'EXPLOITATION DES MINES 

ET SUR LES SCIENCES ET LES ARTS QUI S'Y RATTACHENT 

PUBLIÉES 
SOUâ L'AUTORISATION DU MINISTRE DES TRAVAUX PUBLICS. 



DIXIEME SERIE. 



MÉMOIRES. — TOME I. 



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PARIS 

V- ch. dunod, éditeur 

49, daai des Orands-Augustins, 49 

1902 






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ANNALES 

DES MINES 



RECHERCHES EXPERIMENTALES 



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L'ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR D'EAU 

PAR DIS TDï£BRS GONVERGESTES ET DES ORIFICES EN VINCE PAROI 

Par M. A. HATEAL', Ingr-niour au Corps «les Mines. 



1. Le fonctionnement des turbines à vapeur repose sur 
récoulement à grande vitesse de ce fluide. Il est donc 
nécessaire, pour calculer ces machines convenablement, 
de connaître à fond le phénomène de 1 écoulement des 
vapeurs. Comme on ne trouve sur ce sujet, dans les 
ouvrages de n)écanique et de thermodynamique, que des 
notions succinctes et incomplètes ict mênu^ (luelquefois er- 
ronées), j'ai dû entreprendre des recherches expérimen- 
tales étendues et précises, pour véritier les dininées de la 
thermodynamicpie. 

C'est le résultat de ces recherches, faites en 180r)-i)6, 
que je vais donner ici. On verra (pie l(»s formules tlu'o- 
riques, correctement interprétées, sont très (exacte- 
ment vérifiées, et même ({ue les résultats expérimentaux 
permettent de déterminer à quelques unités pri^s l'équi- 
valent mécanique de la calorie. 

Avant de décrire la méthode employcV, je rappellerai 
sommairement la théorie du phénomène. 



* 



6 RECH^^ÇHES "expérimentales 

2. Théorie./^, t'ocoulement des fluides élastiques par 
des tuyère^ 'differe considérablement de Técoulement des 

..li^HÎdes'dès que le rapport^ de la pression d'aval /> à la 

.•\ •*;•. 'pression d'amont P est notablement inférieur à Tunité. 
Soient : 






s, la section transversale de la tuyère en un point quelconque ; 
V, la vitesse d'«^coulement du fluide en ce point ; 
Q, le débit en volume du fluide dans la section s; 
cT, le poids spécifique moyen du fluide à Tétai où il se trouve 
(homogène ou hétérogène) en traversant la section «. 

On a tout d'abord pour expression du débit Q : 

et le débit en poids I, égal à ciQ, est lié à la section s 
et à la vitesse V par la formule ci-apn^s : 

(1) \- rf\'s. 

Si CI est constant, ce qui est le cas des liquides, la sec- 
tion .<? est inversement proportionnelle à V, et V augmente 
toujours, par conséquent, quand .v décroît. Mais il n'en est 
plus de même avec les fluides élastiques : à mesure que la 
pression s'abaisse, rj décroît pondant que V croît, en sorte 
que le produit rrV, d'abord croissant, passe par un maxi- 
mum pour décroître ensuite. Dans le cas des gaz, le maxi- 
mum a lieu pour un rapport — des pressions égal à 0,52 : 

et, avec la vapeur d'eau, il a lieu quand ce rapport est 
voisin de 0,58, quelle que soit la pression P d'amont (*). 
Je donnerai plus loin le calcul de ce maximum. 

Ainsi, lorsque la pression d'aval y> est plus basse que 

(*) La valeur de ce rapport ^ qui rend rrV maximum semble cepen- 
dant dépendre un peu, dans le cas des vapeurs, de la grandeur de P. 



SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 7 

0,58 P, il est nécessaire que la tuyère d'écoulement, 
d'abord convergente, devienne ensuite divergente, si 
Ton veut que la vapeur continue de s'y détendre de ma- 
nière que la vitesse atteigne la valeur qui correspond à la 
chute de pression de P à /> ; et le rapport de la section 
finale .S| de la tuyère à la section s^. au c()l(*) devra va- 
rier avec le rapport ^ des pressions. Dans le col, la 

pression est toujours égale à 0,58 P, et la vitesse (qui ne 
dépend que de P) ne diffère pas, ainsi (ju'Hugoniot Ta 
établi (**), de la vitesse du son dans le fluide à Tétat où 
il s'v trouve. 

Si, la tuyère étant construite, on abaisse la pression 
d'aval p au-dessous de la valeur p^ ([\n correspond 

au rapport -^ des sections de sortie et du col, la pression du 

tluide à la fin de la tuyère n'est pas /), mais/),, laquelle est 
dans un rapport fixe avec la pression d'amont P. A la 
sortie de la tuyère, le fluide, entrant brusquement dans 
une enceinte où la pression est plus basse que la sienne, 
fait en quelque sorte explosion ; c'est pourquoi on voit la 
veine fluide se renfler en forme de paraboloïde. Le renfle- 
ment de la veine cesse dès que la pression d'aval atteint la 
valeur p^. 

Quant au débit de vapeur, il est indépendant de 
la pression d'aval dès que celle-ci (\^t inférieure 
à 0,58 P, tandis qu'il en dépend, au contraire, (juand p est 
plus grand que 0,58 P. 11 y donc lieu de distinguer deux 
cas très différents. Dans le prenîier, le calcul du débit ne 
dépend que de P et la formule est simple; dans le 
deuxième, il dépend à la fois de P et de p. 

Pour les deux cas, d'ailleurs, c'est la section la plus 



(*) J'appelle « col » de la tuyère convergente-divergente, la partie la 
plus rétrécie. 
(**) Comptes Rendus fie i Académie des Sciences, t. Cl IL 188f., p. 100 



8 RRCHKRCHES KXPÊRIMKNTALES 

rc'trécie de la tuyère (au col, si elle est convorf?ente-di- 
vergento, ou à la sortie, si elle est seulement convergente) 
jqu'il faut faire intervenir dans le calcul du débit. 

Ce qui précède ne s'applique, bien entendu, qu'aux 
tuj'ères proprement dites. S'il s'agit d'orifices en mince 
paroi, le coefficient de contraction K, qui varie beaucoup 

avec le rapport |^ des pressions, complique le phénomène. 

Nous verrons plus loin les valeurs expérimentales de ce 
coefficient. 

3. Formule de la vitesse. — La vitesse V de la vapeur 
peut se calculer par deux voies différentes : ou bien par la 
mécanique ordinaire, quand on connaît la relation entre le 
volume spécifique v et la pression p^ ou bien par la thermo- 
dynamique, quand on dispose des constantes calorifiques de 
la vapeur, c'est-à-dire des tables de Regnault pour la 
vapeur d'eau. 

La première méthode donne la fornnile générale dite 
de Weisbach : 

(2) - =J^^ rclp 

(déjà indiquée par Wantzel et do Saint-Venant, en 1839), 
que Ton pourra intégrer si l'on a la relation entre v et p. 

11 faut toujours supposer, dans l'écoulement dos fluides 
par les tuj'ères, que la détente est adiabatique, car le 
lluide reste si peu de temps dans la tuyère (quelques dix- 
millièmes de seconde) q^if il ne peut céder ou recevoir une 
quantité de chaleur appréciable. Or, on sait que, pour le 
cas de la détente adiabatique de la vapeur d'eau initiale- 
ment saturante, Zeuner a montré (*) qu\m avait approxi- 



(*) Théorie mécanique de la chaleur Traduction Arnthal et Cazin, 
p. XH. 



SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 

mativement clans de larges limites de pression : 

(3) pv^ =-. constante, 

comme pour les gaz, mais avec 7 = 1 ,430 an lien de i ,41 . 
En portant r, tiré de cette relation, dans la relation 
précédente, on obtient V en fonction de P et />. Tenant 
compte, d'autre part, de la formule empirique, indiquée 
par Zenner (n = 0,587 /A'^^), qui donne le poids spéci- 
fique de la vapeur en fonction de la pression, on trouve 
pour formide du débit, lorsque p égale 0,58 P : 

(4) I~i5,2f>P'>'»7, 

I étant le débit de vapeur en grammes par seconde et par 
centimètre carré d'oritîce. 

Cette formule a été donnée par le l)*" Grashof [Thro- 
retische Maschinenlehre^i, I, § IH). 

D'après la deuxième méthode, développée par Zeuner, 

l'énergie cinétique — de Tunité do poids du (luide doit, 

quand la détente dynamique s'est effectuée de P à/}, être 
égale à Ténergie représentée par le diagramme entro- 
piquo. 
Soient : 

Tq Li t e m p»"^ rature de vapeur saliiraute rorrespondant à P, 
T| celle qui correspond à la pression p. 

Traçons le diagi-amme d'entropie (fig. 1), avec l'entro- 
pie S en abscisse et la température absolue T en ordon- 
née. AE et DF sont les isotliermes de ces températures 
T„ et Tj. AD est la courbe d'entropie do Teau et EF la 
ligne de la vapeur satm-ante. Soit B le point qui correspond 
à l'état de la vapeur en amont de la tnyèro au moment 
oii elle va y pénétrer. On sait que les i)oids relatifs du 
liquide et de la vapeur, dans le mélange lluide représ(»nté 
par le point B, sont entre eux comme les deux segments 



10 



RECHERCHES EXPERIMENTALES 



BE et BA (Nous supposons ici, pour plus île généralité, 
que le fluide peut, à Torigine, ne pas être à rétat de 
vapeur saturante). BC est la ligne de détente du fluide 
dans la tuyère ; si cette détente est adiabatique, BV est 
une droite parallèle à Taxe des teniijératures. 




Fi(i. 1. 



L'énergie mécanique totale dé^ eloppée par le fluide i)en- 
dant sa détente conii)lète de la pression P à la pres- 
sion p est représentée sur le diagramme par Taire du tra- 
l)èze ABCD. Cette aire a pour expression simple OL, eu 
app(dant sa hauteur, c est-à-dire la chute de tempéra- 
ture de Tq à ï|, et en r(^présentant par L sa largeur 
moyenne MN. 

Quand la chute de température est faible, cette 
largeur moyenne L pcnit être, en pratique, prise égale à 
la nîovenne des deux bases AB et Cl). Mais, si Ton veut 
la formule exacte, il faut décomposer le trapèze dans le 
rectangle ABCG égal à 0. AB, et dans le triangle, à hypo- 
ténuse curviligne, AGI). Si la vapeur est initiah^ment 

saturante, AB égale — » ;• étant la chaleur de vaporisa- 

tion de Teau à la température Tq. 



SUR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR d'eAU H 

La formule de la vitesse est donc, eu introduisant le 
coefficient E, équivalent mécanique de la calorie, 

Quand la vapeur est initialement saturante», on peut 
écrire : 



"-'"^'(i+ipi 



) 



C étant la chaleur spécifique du liquide, et T étant voisin 

1 

de la moyenne arithmétique - (Tq -\- T^) des tempéra- 

>«/ 

tures extrêmes. 

Telle est, sous son expression la plus simple, la 
formule qui sert à calculer la vitesse irécoulement de la 
vapeur. On voit qu'elle suppose la connaissance : 1" des 
températures qui correspondent aux pressions; 2** des 
chalenrs de vaporisation du liquide; 3* de la chaleur 
spécifique du liquide. Ces renseignements sont donnés, 
en ce qui concerne Teau, par les tables de Regnault, avec 
une approximation plus que suffisante^ pour la pratique. 

4. Calcul du débit en poids. — Pour calculer le débit 
en poids, il faut d'abord avoir calculé la vitesse, puis 
évahier le poids spécifique de la vapeur dans la section de 
la tuyère considérée, enfin tenir compte de la quantité de 
liquide qui s'est formée pendant la détente adiahatique et 
qui est entraînée dans la vapeur, en faisant avec elle 
un mélange probablement homogène. 

Le poids spécifique rs de la vapeur d'eau se déduit 
(les tables de Regnault, h l'aide de la formule de Cla- 
peyron. Il a été calculé une fois pour toutes et se trouve 
habituellement dans une colonne supplémentaire des tables 
tirées de celles de Regnault. Quant à la quantité de 



12 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES 

liquido lormée, il faut la calculor <rai)rës le diap;raniiii(> 
(rentroino, ou la relever sur un abaque tracé un(> t'ois 
pour toutes, comme celui que j'ai donné dans mon rap- 
port au Congrès International de mécanique appliquée. 

Ainsi s'obti(mt la proportion d'eau 1 — x. 

Si on néglige le volume spécifique du liquide vis-à-vis 
do celui de la vapeur (qui est plusieurs centaines de fois 
plus grand), on aura pour le débit en poids, 

1 " — • 

X 

lnvers(MHent, étant donné un poids I de tluide coulant 
par une tuyère, on peut, par cette formule, calculer la 
section transversale nécessaire à récoulement de (*e 
poids I quand la pression a pris une valeur quelconque/;. 
Nous allons voir un exemple de ce calcul. 

Auparavant, nous devons remaniuer «pie les deux mé- 
thodes employées pour calculer la vitesse et le (lél)il de 
vapeur, différentes dans la forme, sont identicpies au fond, 
parce que c'est précisément des tables de Kegnault que 
Zeuner a tiré la formuU» empirique^ reliant à la pression 
le volume spécifique du mélange de vapeur et <le liquide 
pendant la détente adiabatique; en sorte que c'est tou- 
jours, en définitive, aux tables d(^ Kegnault. c'est-à- 
dire aux (lonné(»s de la thermodynami(|ue, qu'il faut en 
venir. 

5. Profil des tuyères à vapeur. — Voici dans le ta])Ieau 
ci-après, à titre (rexempl(\ le calcul des vitesses d'écou- 
lement do la vapeur initialement saturante, à partir de 
la pression P =10 kilogrammes par centimètre carré. 

La première colonne de ce tableau donne la pression/; 
pour latjuelle on veut cab-uler la vitesse. 

La seconde colonne indique la chute de température, 



SDR l'ÉCOOLEMEST DE LA VAPEUR d'eAU 13 

c'est-à-dire la difféi'ence des tenip(jratiires (|iii corres- 
pondent aux pressions P et p. 

La troisième culoniie donne la valeur de ce qu(' non» 
avuiis appelé précédciiiment L, c'est-à-dire la soiiiuie 



où 



-« upproximativemctit. 



1^ (liiatrièiiieroluniie exprimo alurs lavitt^swe dccoule- 
ment V en mètres par seconde, calculée d'après la foirnnle 
pri-cédente (tii, 

C'Micul des viUsse» et dei sectioitn tltêoriquef d'ècotileineiU de l'i vapeu 
d'eau saluriintc. — l'remati iiiitinle, 10 ktjfciifl. 



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1 ,>7m 



























Dans la cinqtnënic colonne, on trouve la valcni' dn 
poids spécifique n, qui corn-spond à la pression />. 

La sixième colonne contient le produit raV. 

Dans la septième colonne, se trouve indiqué 1p titre :i: 
en vapeur du mélange qui s'écoule quand il est parvenu 
à la presioa p, adiabatiquenient, ("est à l'aide du dia- 



10 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES 

mous le rapport de cette racine carrée à sa plus petite 
valeur ; nous avons alors une quantité que nous appel- 
lerons A et à laquelle seraient proportionnels les rayons 
ou les diamètres d'une tuyère, à sections circulaires, 
par laquelle réc(julenient de la vapeur aurait lieu. Les 
valeurs de X sont inscrites dans lu dernière colonne du 
tableau. En portant en abscisse soit />, soit une fonction 
quelconque do p (par exemple le logarithme de /y), et. on 
ordonnée, la valeur de a, on peut représenter le profil 
longitudinal des t uyères servant à récoulenient des vapeurs. 
La /Ig. 2 donne cette courbe, qui nous sert effectivement 
à calculer rapidement les tuvères des turbines à vapeur 
dans chaqu(î cas particulier. 

On utilise cette courbe de la manière suivante : Avant 
la pression initiale P et la pression finale /;, à laquelle la 
vapeur doit se détendre, on relève Tordonnée de lacourbe 
(^ui correspond à Tabscisse maniuéo par la valeur du rap- 

p(.>rt ^' Cette ordonnée indique le rayon de la section 

finale de la tuyère, la section au col ayant pour rayon 
rordonnée minimum de la courbe. 

La courbe serait, il e^i vrai, un peu différente suivant 
la pression initiale; mais, pour les besoins delà pratique, 
la variation peut être négligée. 



6. Formule pratique du débit. — Lors(iue la tuyère 
d'écoulement est convergente, et ([ue la pression d'aval p 
est plus petite que 0,58 P, le débit ne dépend que de P, 
parce qu'alors la pression p à la sortie <le la tuyère est 
toujours égale à 0,58 P. Si Ton fait le calcul dn «lébit I 
par unité de section de Torifice de sortie de la tuyère, ou 

plutôt le calcul du rapport - qui varie peu, on trouve des 

résultats tels que ceux indiqués dans le tableau ci-après. 



SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 



17 









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5 



Tome I, 1902. 



2 



18 KKC-JIKKCllHS KXPKRIMKNl'ALES 

Cherchons la fonction qui relie la valeur de ce rai)i)ort 
à la pression P; pour cela, portons en abscisses, non pas 
(les longueurs proportionnelles à F, niaisdes longueurs pro- 
portionnelles à logP, et en ordonnées, les valeurs du rap- 
port p trouvées (Kaprès les tables de Kegnault. Nous remar- 
quons que les points ainsi obtenus viennent se ranger 
presque rigoureusement sur une ligne droite depuis 
P = l kilogramnieparcentimètre cairé jusqu'à P --13kilo- 
grammes par centimètre carré. Les écarts ne dépassent 
pas 1 millième, ainsi qu'on le voit sur la figure de la 
PI. II, oîi les points théoriques calculés sont marqués 
par des points entourés de cercles. I/on peut donc écrire 
la formule empirique très simple suivant(^ : 

(7) --=a— MogP, 

a et h étant deux constantes dont les valeurs les plus 
convenables sont : a = 15,20 et b =-- 0,i)(), le <lébit étant, 
nous le répétons, estimé en grammes par seconde et par 
centimètre carré de l'orifice de sortie delà tuvère. 

« 

Cette formule peut être aussi remplacée parla suivante, 
qui lui est à peu près équivalente en pratique, comme Ion 

sait ( - étant ])etit j : 

(8) I --1 aP ' - r, '"«^ ^ 

e étant la base des logarithmes naturels; ou bien, en 
chiffres. 

Cette forme estc<dle de Grashof -la formule de Orashof 
est I --- ir),2() P»'''''''<', quand on suppose le coefti(*ienl de dé- 
pense égal à l'unité 1 {*'), 



(♦; Dans certains ouvrages allemands, on donne comme fornmie 
de Grashnr une funnule dont le coenieienl est un peu plus faible 
(pie lii,2G (de 1 p. 100 environ) pour tenir compte de la contraction de la 
veine. 



SUR l/ÉGOlLEMENT DE LA VAPEUR d'eAU 19 

Puiir les applications, la piviiiière lonue est la plus 
cominode. C'est celle que je préconise. 

Nous verrons que nos expériences conduisent a au^- 
m<»nter un peu le coefficient ir>,2<.> et à le porter précisé- 
ment à la valeur 15,26 adoptée par Grashof. 

expériences. 

7. Expériences précédentes. — Avant le travail que je vais 
maintenant exposer et dont je donnerai les résidtats com- 
plots, on possédait quelques séries <rexpériences sur 
Técoulement de la vapeur d'eau : notanunent, en France, 
celles do Minarv et Késal(*) en 18()1, puis, plus récem- 
ment, celles de M. H. Parenty (**) enl89l ; en Amérique, 
celles de Napierf'**) en 18()6, puis celles <le Peabody et 
Kunhardi*'*') en 1888-1890, Miller et Keadf****) en 
1895: en Angleterre, celles toutes récentes d(* Rosen- 
hain (**•*•*) en 1899. Tous ces auteurs ont opéré avec la 
même méthode, consistant à n^cueillir la vapeur, après 
qu'elle a traversé la tuyère en essai, <lans un comlenseur 
de surface où elle se réduit à Tétat dVau, et à peser 
l'eau qui se trouve ainsi condensée pemlant un certain 
laj)S de temps. 

Mais cett<3 méthode, qu'on peut appeler méthode directe, 
présente plusieurs inconvénients: 

P On ne peut sans difficulté opérer sur do grandes 
tuvères, car il faudrait alors un condenseur relativement 
énorme pour des expériences, et pourtant il y a utilité à se 
servir de grandes tuyères, d'abord pour se rai)pr()cher 



(*.. Annales des Mines, 5' série, t. IX. 

{♦•; Annales de Chimie et de Physique, mai \^\)i\ 

[***) On the velocity of steam and ofher tf oses, Spon, 1800. 

:'••**) American Socief y nf Mechanicfd Enyineers, IHîlO. 

;♦•*♦•■ Technolor/y quaterly de Boston, 181)"», v«)l. VIII. 

(*♦♦**♦) Expérimenta an steam-jets (Proc. ofifie Civil Engineers, 1900). 



20 RECHERCHES EXPKRIMENTALES 

des conditions de la pratique, ot ensuite afin do diminuer 
Tinfluence des frottements et Tinfluence thermique des 
parois ; 

2° La durée des séries d'essais est nécossairenient 
longue, puisque, pour chaque mesure, il faut attendre que 
Ton ait un poids d*eau condensée suffisant, ce qui conduit 
à faire durer chaciue essai dix à quinze minutes ; 

3° La méthode comporte peu de précision, à cause des 
variations incessantes de la pression aux chaudières. Il est, 
en effet, bien difficile de tenir la pression d'une chaudière 
à peu près constante pendant une dizaine de minutes, et 
les variations se répercutent jusqu'à la tuyère. On doit dès 
lors prendre des moyennes, ce qui complique et devient 
peu précis; 

4'' Enfin, on pèse avec la vapeur écoulée Teau qu'elle 
entraine, et la mesure est alors faussée d'une quantité 
relative presque égale à la proportion d'eau. C/est pour- 
quoi les résultats obtenus sont généralement exagérés. 
Ainsi, on voit sur le diagrannne de la PI. II, où j'ai 
marqué par des triangles les résultats des expériences 
de Résal, que ces expériences ont donné en moyenne 
une exagération de 3 p. 100. Celles de Rosenhain et des 
autres auteurs donnent des résultats analogues. 

8. Expériences actuelles. — Pour s'affranchir de ces 
causes d'erreur, il faut s'arranger de façon à exécuter 
toutes les lectures dans un instant très court, lorsque le 
régime permanent de l'écoulement est suffisamment éta- 
bli. Les expériences deviennent alors rapides et précises. 
Je suis parvenu à ce résultat par l'application d'une 
méthode nouvelle, indirecte, consistant à condenser la 
vapeur qui s'est écoulée par la tuyère dans un couran t 
d'eau très froide et à mesurer simultanément le débit total 
du courant et l'élévation de température de l'eau. Cette 
méthode est fondée sur l'emploi d'un éjecto-condenseur 



SUR l/ÉCODLEMENT DE LA VAPEUR d'eaU 21 

Le débit total du courant d'eau, après condensation de 
la vapeur, est évalué par Técoulement de ce courant à 
travers une tuyère conique, sous une hauteur de charge 
que Ton mesure avec soin. Connaissant le débit Q total et 
l'élévation de température 0, on en déduit le débit X de 
vapeur en poids, d'après la chaleur spécifique C et la cha- 
leur totale de formation X de la vapeur d'eau, par la for- 
mule : 

(10) \=-Q: ^'^ 



X — Cf„' 

(q étant la température initiale de Teau. 

Les avantages de cette méthode sont évidents. La durée 
de diaque essai individuel n'excédait pas deux à trois 
minutes. Il suffisait d'une minute environ pour que le 
régime permanent fût établi ; et, lorsque tous les appa- 
reils de lecture étaient devenus stables, on avait fait 
en quelques secondes le relevé de leurs indications ; puis 
on changeait les conditions de pression, et ainsi de suite. 
Quant à l'exactitude, voici sur quoi j'estime pouvoir 
r«)mptor. 

9. Estimation de la préoision des mesures. — Les écarts 
de température étaient en moyenne de 20'' et la mesure 
de chacune des températures à Tamont et ii l'aval de 

1 
l'éjecto-condenseur était faite k— de degré près, d'où 

une erreur moyenne de 7—- Toutefois, il s'est introduit, 

ainsi que je le dirai plus loin, une cause d'erreur assez 
importante : le déplacement du zéro du thermomètre de 
l'aval pendant le cours des mesures. Ce déplacement a pu 
atteindre 2 dixièmes de degré, soit près de 1 p. 100, ou 
un demi pour cent en plus ou en moins. Los pressions 
d'amont et d'aval étaient estimées par diff'érents mano- 



22 REniERrHES EXPÉRÎMENTAI.ES 

mètres : d'abord des manomètros mcHalliquos, et ensuite 
un manomètre à mercure pourvu de robinets à trois voies de 
manière à pouvoir mettre les branches du manomètre en 
conifuunication, soit avec l'atmosphère, soit avec Tinté- 
rieur des (u\aux, lorsque la pression, ou la <iifféreuce 
des pressions, ne dépassait pas 1 kilof^ranïme par centi- 
mètre carré ; je pouvais donc mesurer par lo manomètre à 
mercure soit la pression d'amont, soit la jirossion (Taval, 
soit la différence do ces pressions. La lecture principale 
était celle de la pressicm d'amont P; je la faisais ordi- 
nairement à Taide d'un {i^rand manomètre métallique de 
Bourdon, fabriqué tout spécialement pour mes ex])én(Mices 
et dimnant le centiènu^ de kilograrmne, ce qui, pourokilo- 
granmies de pression moveune, correspond à une approxi- 
mation movenne de 2 millièmes. 

La hauteur de charge H sur la tuyère d'écoidement de 
Teau s'élevait en moveune à 450 millimètres ; comme Ter- 

reur de lecture était inférieure à - millimètre, on voit 

que l'erreur d'appréciation sur le débit ne pouvait dépas- 

1 
•*^er . ^,. .., eu movenne. 
1.800 

Pour évaluer le débit d'après cette hauteur H, il a fallu 
préalablement faire le jaugeage de la tuyère à eau; 
j'estime à ([uelques millièmes au plus Terreur qui a pu 
s'introduire dans ce jaugeage, qui sera décrit plus loin. 

Le diamètre des tuyères à vapeur a été relevé avec 
grande précision à l'aide de manrlrins calibrés au cen- 
tième de millimètre. Comme le diamètre moven était 
de 15 millimètres, Terrem* sur le diamètre peut atteindre 

1 1 

et, sur la section, —-v 



1.500 ' V, . .., _^^ 

Une caus(> d'erreur assez difficile à élinn'ner est la dila- 
tation des tuyiTes pendant <iue la vapeui- les traverse. 
On sait que le coefficient de dilatation du bronze est de 



SUR l/ÉCOULEMENT DE TA VAPEUR d'eAU 23 

1 



La température de rextréinité de la tuyère ne peut 

pas être connue avec certitude, mais on peut Tévaluer, 
certainement, à une quarantaine de degrés près, et cela 
est suffisant, car Terreur qui en résulte est moindre de 

1 1 

sur le diamètre ou ;:r:-r sur la section. 



1.50<) 750 

On voit donc, en résumé, que toutes les erreiirs indivi- 
<luellos des différentes lectures, le «léplacemontdu zéro du 
thermomètre d'aval mis à part, sont de Tordre de l à 
2 ou 3 millièmes. En s'ajoutant, elles ont pu donner 
lieu à des erreurs accidentelles totales, sur les résultats 
calculés, dépassant 1 p. KX», mais, dans Tensemble, si 
Ton prend la moyenne, cette moyenne doit être très proba- 
blement exacte à njoins de quelques millièmes près 

Deux causes <Terreurs systématiijues doivent être exa- 
minées: V Teau entraînée; 2'' Tirifluence du rayonnement 
des appareils. 

En ce qui concerne Teau entraînée, il faut remarquer 
que notre méthode restreint autant que possible cette 
cause d'erreur, car, en effet, s'il y a, par exemple, 1 p. 100 
d'eau entraînée, cette quantité va réduire un peu la 
vitesse d'écoulement delà vapeur à tmversTorifice ; elle 
tendra, par conséquent, à diminuer la quantité totale écoulée 
par seconde ; mais, par contre, cette (»au apporte avec 
elle do la chaleur qui remplacera, en partie, <l;uis le cou- 
rant, celle qui manque par suite de la réduction du débit 
de vapeur; de sorte que, au total, si Ton fait le calcul, on 
trouve que le déficit relatif réel de chaleur n(*sera (juc la 
moitié environ de la proportion d'eau ; cette métliO(i(\ on 
le voit, si elle n'éhmine pas complètement Tinfluence de 
Teau entraînée, réduit cette inlluence à la moitié, et, 
d'ailleurs. Terreur est en sens contraire de celle de Tautre 
riiéthode; au lieu d'être en plus, elle se présente en moins. 

Au surplus, je me suis arrangé pour avoir très peu 



2i RECHERCHES EXPERIMENTALES 

(l'eau entraînée, et même pour mesurer cette eau entraînée. 
Sur le parcours du tuyau d'amenée de A'apeur, un peu 
avant la tuyère, j'avais placé un séparateur d'eau, et, 
entre ce séparateur et la tuyère, j'effectuais une prise 
d'échantillon de vapeur, laquelle était analysée dans un 
appareil permettant de mesurer l'humidité de la vapeur, 
appareil spécialement conçu pour cet objet. En pratique, je 
n'avais plus dans le courant de vapeur, après le sépara- 
teur, que 2 à 3 millièmes d'eau au plus, en sorte que l'er- 
reur de mesure causée par rentraînement d'eau devait être 
inférieure à 1,5 millième. 

Quant à rinfluence du rayonnement, bien que les appa- 
reils n'étaient pas enveloppés, elle était relativement 
très faible à cause du grand débit de vapeur. Pour me 
rendre compte de l'importance de la perte de chaleur 
par rayonnement, j'ai fait passer dans l'appareil un 
petit courant de vapeur à la pression atmosphérique, et 
j'ai recueilli l'eau condensée par le refroidissement des 
parois. La quantité ainsi obtenue a été de 2,3 kilo- 
grammes dans une heure. Comme la température moyenne 
des diverses parties exposées au rayonnement entre la 
tuyère à vapeur et le thermomètre en aval était, pendant 
les expériences, généralement très inférieure à 100**, on 
peut admettre que le rayonnement n'équivalait pas à 
0,6 kilogramme par heure, alors que le débit était en 
moyenne de 500 kilogrammes, d'où une perte relative de 

On observera, au reste, que cette inlluence du rayon- 
ment, de même que celle de l'eau entraînée, n'aurait pu 
que causer un déficit dans la quantité de vapeur évaluée. 
Or nous verrons que les résultats expérimentaux donnent 
des chiffres de débit un peu plus élevés que le calcul 
théorique fondé sur les tables de Kegna»ill. 

Une difficulté s est présentée pour le jaugeage du dé- 



SLR l'kCOUI.KMENT DÊ LA VAPEUR D EAU 2o 

bit, à cause de Tair contenu dans le courant d'eau. Sous 
J'influence du vide de réjecto-condenseur, cet air, d'abord 
en dissolution dans Teau, s'est mis à l'état libre, et il 
reste dans cet état jusqu'à la tuyère de jaugeage. En 
sorte que, si on ne j)rend pas de précautions, il sort par 
cette tuyère de Teau émulsionnée d'air. Dans ces condi- 
tions, la mesure du débit d'eau aurait été faussée. Cette 
difficulté a pu être vaincue en disposant dans la cuve qui 
précède la tuyère à eau un séparateur, grâce auquel Tair 
vient se dégager à la partie supérieure de la caisse. 11 
est évacué au dehors par une petite tuyère de 3 milli- 
mètres de diamètre servant à le mesurer, tandis que 
Teau coule limpide^ sans bulle d'air, par la tuyère prin- 
cipale. 

10. Disposition expérimentale. — C'est pendant l'hiver 
1895-96 que les expériences ont été faites dans les 
usines Biétrix et C'% à Saint-Etienne, où on avait obligeam- 
ment mis à ma disposition un générateur de vapeur sus- 
ceptible de donner, à 15 kilogrammes de pression, beau- 
coup plus de I.IJOO kilogrammes à l'heure. J'ai opéré 
exprès en hiver afin d'utiliser de l'eau froide à 6° envi- 
ron et de pouvoir, dès lors, obtenir un échauff'ement de 
Toau atteignant 40 à 50°. 

Trois tuyères convergentes ont été successivement sou- 
mises aux essais, puis un orilice en mince paroi; enfin 
nous avons opéré aussi sur une tuyère conv-ergente-diver- 
gente. Les tuj'ères convergentes sont représentées dans 
la PI. II. Elles avaient respectivement un diamètre final 
de 10,49 millimètres, 15,19 millimètres et 24,20 mil- 
limètres, k la température ordinaire de 15**. Quant à l'ori- 
fice en mince paroi, représenté aussi dans la PI. Il, son 
diamètre était de 20,12 millimètres. 

Afin de pouvoir faire toutes les kx'tures utiles, la dis- 
position expérimentale était nécessairement compliquée. 



26 RECHERCHES EXPERIMENTALES 

On voit ronsemble do cette disposition en perspective à 
gaucho de la PL 1, et elle est représentée schéniatique- 
rnent à droite de cette planche. 

T est la tuyère en expérience, disposée dans le joint I, 
entre lo tuyau d^arrivée de vapeur N et le tuyau d'éva- 
cuation B. 

N, tuyau d'arrivée (diamètre intérieur, 60 millimètres). 

B, tuyau d'évacuation (diamètre intérieur, 120 milli- 
mètres), pourvu d'une plaque p formant masque pour le 
courant de vapeur sortant de la tuyère, de manière à 
briser le jet. 

A, éjecto-condenseur recevant l'eau froide par le 
tuyau C et l'évacuant i)ar le tuyau D. 

S, tuyère k eau de l'éjecto-condensour, que Ton peut 
approcher ou éloigner du col de réjeclo au moyen de la 
njanivelle^. (rràce à cette tuyère, il es( possible d'étran- 
gler le courant de vapeur dans l'éjecto. 

K est un robinet sur le tuyau d'arrivée de vapeur que 
Ton manœuvre par la poignée 18. Au moyen de ce robinet, 
on peut faire varier à volonté la pression P en amont de 
la tuyère, tandis que, par la tuyère wS de l'éjecto, on 
modifie à son gré la pression d'aval p, 

J est le séparateur d'eau, à forccî cenirifuge. L'eau 
séparée est évacuée par le robinet 1 et par le tuyau 2. 

L est l'appareil servant à mesurer l'humidité restante 
de la vapeur. La description de cet appan^l est donnée 
dans les Annalrs des Mines [*). 11 se compose d'un ser- 
pentin 4, chauffé au moyen du fourneau 5 et d'un mélan- 
geur 6, où se réunissent les deux moitiés en lesquelles 
on a séparé la prise d'échantillon traversant le robinet 3. 
L'une des moitiés va directement au mélangeur, tandis 
que l'autre est surchauffée dans le serpentin 4. Le mé- 



{*) A. Hateai:, Appureila servant à mesui'er Ihutiiidité (tune vapeur 
(Annales des MineSy avril 1891). 



SUR L ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 27 

lange est évacué par le robinet 7 à pointeau de ré- 
glage 9. 

La surchauffe dans la moitié du courant qui passe par 
le serpentin 4 est mesurée par le thermomètre A,, et la 
surchauffe du mélange est mesurée par le thermomètre A, ; 
la pression dans le mélangeur se mesure par le mano- 
mètre M;,. Des inchcations do ces deux theruiomètres et 
du manomètre, on déchût riumiidité de la vapeur. 

E est la caisse en tôle servant à séparer l'air de Teau 
chaude issue de réjecto-con<lens(nn\ Cette caisse est cou- 
pée vers son milieu par une tôle cintrée 13, sous laquelle 
les bidles d'air viennent se rassembler. Ces bulles montent 
à la partie supérieure de la caisse par le tuyau 14 et 
Tair s'écoule <lans l'atmosphère par la petite tuyère J. On 
mesure la pression sous la([uelle son écoulement a lieu 
par le manomètre à eau U). 

F est la tuyère pour le jaugeage de l'eau, ayant une 
section finale de 10/.)0 centimètres carn'^s à l^V. La 
charge sous laquelle l'écoulement se faisait était mesurée 
au moven du manomètre à eau kh, A cùté du manomètre 
à eau, est un thermomi'tre /-, permettant de mesurer la 
température du manomètre et, par suite, de fain^ la cor- 
rection de densité de l'eau. 

(i est un tonneau, de .']r)<.) litres de capacité, dans 
lequel s'écoulait Teau de la tuyère, et servant au jau- 
geage de cette tuyère. Ce tonneau est pourvu rl'un tube 
de cristal latéral KK, permettant de lire exactement le 
niveau <le Teau, et d'un robinet d'évaruation 1(5. De plus, 
une tôle 17 cintrée en arc de cercle recevait le jet d'eau 
p(Hir l'étaler en nappe mince, de telle sorte (ju'il tombe 
dans le tonneau sans rejaillir et sans trop troubler la 
surface libre du liquide. 

M,, M., M;j sont les manomètres métalli([ues servant 
à nïosurer les pressions en amont (^t en aval de la tuyèi'o 
à vapeur T. 



28 RECHEKCUES EXPÉRIMENTALES 

cd est le manomètre à mercure dont Tune des branches c 
communique soit avec Tamont de la tuyère, soit avec 
latmosphère par le robinet à trois voies 1 1 , et dont Tautre 
branche d communique soit avec l'aval de la tuyère, soit 
avec Tatmosphèrc, par le robinet à trois voies 10. Grâce 
à ces robinets à trois voies, je pouvais mesurer, suivant 
les cas, la pression amont, la pression aval, ou encore la 
différence de Tamont k l'aval. En outre, pour évaluer 
ces pressions en grandeur absolue, j'avais soin de relever 
la hauteur barométrique, ainsi du reste que la tempé- 
rature ambiante autour du manomètre à mercure. 

p, / sont les thermomètres permettant de mesurer 
les températures /q» ^\ ^^^ courant d'eau avant réjccto- 
condenseur et après l'éjecto-condenseur. Ces thermo- 
mètres, à mercure, étaient gradués en vingtièmes de 
degré ; ils ont été préalablement comparés très soi- 
gneusement avec un thermomètre étalon Baudin, et j'ai 
fait aussi la réduction du thermomètre à mercure à 
l'échelle du thermomètre k air, en sorte que, sauf le 

déplacement du zéro sur lequel je vais revenir tout k 

1 
l'heure, les températures sont évaluées k ^ de degré près 

1 

ou tout au moins k — de degré près au plus, avec l'échelle 

du thermomètre k air. 

11. Remarques. — Quelques observations sont néces- 
saires au sujet de la mesure des pressions et des tempéra- 
tures principales. 

La lecture des m.anomètres métalli(iucs, pour la mesure 
des pressions, ne présentait aucune difficulté. Pour les 
pressions inférieures k 10 kilogrammes par centimètre 
carré, j'ai utilisé le manomètre de précision Mj, et, pour 
les pressions supérieures, c'est le manomètre étalon M., 
qui me servait. Mais c'est le maniement du manomètre 



STJR h ECOULEMENT DE LA VAPEUR D EAU 29 

à mercure qui a présenté des diflicultés. La vapeur, eu 
effet, venait se condenser dans le tube au-dessus de la 
colonne de mercure et v formait assez souvent des 
colonnes interrompues par des bulles d'air. Il fallait donc 
faire la correction due à ces colonnes d'eau en chapelet. 
En raison de cet inconvénient, les mesures par le mano- 
mètre à mercure n'ont pu ôtre toujours aussi exactes que 
je l'eusse désiré. Cependant, lorsque les colonnes d'eau 
étaient sans discontinuité, ce qui s'est présenté quelque- 
fois, la correction dans ce cas était certaine. 

Les thermomètres e, / plongeaient dans de petits dés 
en fer pénétrant à l'intérieur des tuyaux oîi coulait l'eau. 
J'avais eu la précaution de mettre du mercure dans ces 
dés, de manière que la transmission de chaleur aux ther- 
momètres se fasse très rapidement. En fait, l'équilibre 
des colonnes des thermomètres était atteint en quelques 
secondes. On peut se demander si la température indi- 
quée par ces tliermomètres était bien la température 
moyenne vraie des courants d'eau. En ce qui concerne le 
thermomètre e placé sur le courant d'eau froide, il ne 
peut y avoir de doute, parce que la température de ce 
courant variait peu ; mais il aurait pu ne pas en être de 
même pour le thermomètre /*, qui plongeait dans un cou- 
rant nécessairement peu homogène, à la sortie immédiate 
de l'éjecto, et dont la température, d'ailleurs, variait 
beaucoup d'une expérience à l'autre. Je pense, toutefois, 
que les températures relevées sont bien à très peu de 
chose près les températures moyennes véritables, car, en 
mettant un thermomètre dans le courant d'eau, h la sortie 
de la tuyère F, où la température était évidemment 
devenue uniforme dans toute la masse d'eau, j'ai constaté 

que ce thermomètre donnait toujours la môme indication 

1 

que le thermomètre / à — de degré près, tantôt en 

moins, tantôt en plus ; et cette différence peut ôtre attri- 



30 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES 

buéo au retard dans l'établissonieni do l'ëqiiilihrc dos 
températures (après le changement de régime) occa- 
sionné par les parois de la caisse en tùle E. 

Les thermomètres que j'ai employés étaient faits avec 
du verre ordinaire. Je les avais soigneusement comparés, 
ainsi que je viens de le (Hre, avec un thermomètre de 
précision de Baudin, de manière à faire les corrections 
nécessaires et a obtenir, si possilde, l'appréciation du 
vingtième de degré. 

Malheureusement, je me suis aperçu, après coup, ([ue 
j'avais eu bien tort de ne pas me servir, pour la mesure 
de la température de Teau chaude, d'un bon tliermomètre 
en verre dur. Je pensais que, jusqu'à 50°, le déplacement 
du zéro du thermomètre, occasionné par le recuit du verre, 
aurait été négligeable. Mais il n'en a pas été ainsi. 

Mes pri>miers calculs ayant accusé une différence de 
phisdei p. 100 entre les résultats expérimcMitaux et les 
chiffres théoriques, j'ai soup<,'onné le thermomètre d'avoir 
été infidèle, et j'ai dû le vérifier de nouveau. J'ai cons- 
taté alors que son zéro se déplaçait lacih^ment de 2 à 
3 dixièmes de degré, quand on le soumettait h une tem- 
pr'rature d(^ 50'', température qui a été quelqu(^fois dépas- 
sée dans mes expériences ; puis il revenait progressive- 
ment il sa position initiale. Cette fâcheuse variation du 
zéro est de nature à fausser jus([u'ii plus de 1 p. 100 
certains <le mes résultats. 

Pour réduire au minimum cette inlhKMice. j'ai cherché 
la position movemu; du zéro, lors (roscillations de tempé- 
rature pendant j)lusieurs jours de suite, et, ayant vu (pie 
cette position moyenne diflerait de 0'*,15 d(» celle que 
j'avais tout d'abonl adoptée, il m'a fallu corriger de cette 
quantité les résultats que j'avais obtenus tout d'abord. 
C'est pourquoi le graphique et la conclusion que je donne 
définitivement ici, quant à la formule du débit, ne sont 
pas identiques à ce qui se lit sur cette question dans 



) 



SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 31 

mon Rapport au Congrès de Mécanique appliquée, en 1900, 
sur les « turbines à vapeur »(*). 

12. Tarage de la tuyère à eau. — La détermination du 
poids total d'eau débité repose snr le coefficient <le 
dépense de la tuvère à eau. U était <lonc essentiel do 
mesurer d'abord ce coefficient de d('pense avec la plus 
grande exactitude possible. C'est ce que j'ai fait à plusieurs 
reprises. Le diamètre de sortie de la tuyère est de 

J'avais fixé deux repères sur le niveau d'eau en verre 
du tonneau dans lequel s'écoulait l'eau sortant de la 
tuyère, et j'ai pesé l'eau contenue dans le tonneau entre 
ces deux repères. A deux mois d'intervalle, la pensée a 
donné les deux chiffres de '^78'''^, 2 et ^TS^^^^^Uo à la tempé- 
rature de 15° environ; l'erreur ta craindre sm' cette mesure 

1 
ne peut pas atteindre . ' 

Pendant que la charge H sur la tuyère, évaluée au 
manomètre à eau M, restait l)ien constante, je comp- 
tais, avec un bon chronomètre à secondes, le temps (jue 
mettait le tonneau à se remplir entre les deux repères. 
Pour donner une idée de rapproximation obtenue, je n^pro- 
duirai ci-après les mesures de tarage faites les 27 et 
8(J janvier 1890 (Voir le tableau, à la page 31). 

Comme on le voit, ces mesures <lonnent, d'une expé- 
rience à l'autre, des différences de quelques millièmes. 
Quel que soit le soin quej'ai(* apporté au maniement (hi 
chronomètre, on comprend qu'il m'a été difficile d'éviter 
des erreurs dépassant un quart de seconde, ce qui, sur 
une durée de 80 secondes environ, correspond à une er- 
reur relative de 3 millièmes. 



•; Co rapport a ^\é rédi^fé rapiilomenl «niclqucs jours avant le Con- 
jErrès. I^ partie relative à refoulement des vapeurs reufernie quelques 
erreurs de chiffres, qui sont rectiOées ici. 



32 



RECHERCHES EXPERIMENTALES 



Pour les calculs des débits, j'ai adopté lo coefficient 
moyen de 0,9750, peut-être un peu trop élevé. Il est 
étonnant que le coefficient de dépense ait atteint une 
valeur aussi voisine de Tunité ; mais c'est le résultat 
de rexpérience ; il me faut le prendre tel que je Tai 
obtenu. 

Je regrette beaucoup do n'avoir pas pu remplacer le 
tonneau de 350 litres par une cuve beaucoup plus grande, 
de 3 à 4 mètres cubes de capacité, do manière à compter 
le débit pendant une dizaine do minutes. J'aurais alors 
sûrement obtenu Tapproximation du millième. 

KXKMPLF.S DK TARAGE DE LA TUYERE A EAI'. 



Diamètre de la tuyère, 37™™,4. — Contenance du tonneau, 278',:». 



TEMPÉhATrBK 

do Teau 



^ 1 ^'''^'* 

I \ 25 70 
.s ' 

.1 J 31 00 
^ \ n 6ô 

I \ HO 

l i ^'^ 

^ ( 29 



HArTKCR 

de 
chargre H 



millim. 
b\9 

.=.60 

r)81 

562 

478 

497 

466 

451 



TRMPÊRATl'nP. 
t 

du 

manomètre 

à eau 


UCHKE 

du 

remplisMge 

du 

tonneau 




secondes 
79.0 


17 


79,6 


17 


«•*• » 

i/..> 


18 


78,'^ 


19 


8'i,7 


i»a 


8:J,0 


10 


86.0 


21 


87,2 



[»IRÉB 

réduite à 
H = 478- 



Kocondes 
8'i.6 

86,1 

85, '« 

8'i,8 

84.7 

84,7 

W,9 

84,6 





rOEfKh:iKNT 


moye:«.nks 


de 




dépense 


secondes 




85,2 


0.0711 


8'i,75 


0,976:^ 



Résultats des expériences. 



13. J'ai successivement opéré sur trois tujores conver- 
gentes et sur un orifice en mince paroi. Ces tuyères et 
cet orifice, qui étaient faits en bronze, sont représentés 



srR l'écoulement de la vapeur d'kau 33 

en vraie grandeur dans la PI. IL Les tuyères conver- 
gentes avaient, ainsi que je Tai déjà dit, un diamètre 
de sortie égal, respertivenient, à 10"", 49, 15°°, 19 
et 2^t"°,20 à 15" ; Torifice en mince paroi avait un dia- 
mètre de 20°°, 12 à 15°. Ces diamètres ont été relevés 
avec grande précision, au centième de millimètre, et 
j'avais d'ailleurs régularisé les orifices on y passant des 
broches calibrées, de manière à les rendre aussi par- 
faitement circulaires que possible. 

Les résultats des expériences et les calculs sont donnés 
dans les tableaux annexés à ce mémoire. Les expériences 
sont numérotées de 1 à 152 ; onze seulement d^entre elles 
n'ont pas été transcrites, parce (jumelles m'ont paru enta- 
chées d'erreurs accidentelles trop fortes : ce senties numé- 
ros 9, 38, 56, 57, 58, 61, 82, 83, 8i, 91 et 92; il con- 
viendrait aussi de supprimer le n" 47. 

La première colonne des tableaux est celle des numé- 
ros d'ordre ; les pressions absolues à Tamont et à Taval 
de la tuyère sont données dans les colonnes 2 et 3, et, 
tout de suite après, dans la colonne 4, on trouve le rap- 
port ^ de ces pressions. Bien entendu, les chiffres inscrits 

ne sont pas les chiffres bruts relevés sur les instruments, 
c^ sont les chiffres corrigés de manière à avoir les pres- 
sions vraies. Ainsi, pour la pression d'amont P, j'ai dû 
ajouter à la pression lue sur le manomètre une petite 
quantité, oscillant autour d'un centième de kilogramme, 
due à la vitesse du courant de vapeur dans le tuyau N 
qui précède la tuyère. Le manomètre, en effet, ne mesure 
que la pression statique dans le tuyau ; tandis que ce ({u'il 
faut considérer, c'est la pression totale obtenue en ajoutant 
la pression dynamique du courant à sa pression statique. 
La colonne 5 donne la hauteur H de charge sur l'axe 
de la tuyère à eau, et le chiffre inscrit a été ramené à la 
température de l'eau coulant par la tuyère . 

Tome I, 1902. 3 



34 RECHERCHES EXPERIMENTALES 

Les colonnes 6 et 7 indiquent les températures Iq et t^ 
de Teau avant et après réjecto-condenseur. Ainsi que je 
Tai expliqué précédemment, ce sont les températures 
ramenées au thermomètre à air ; la différence des chiffres 
de ces deux colonnes donne Télévation de température 
/j — /q de Teau inscrite dans la colonne 8. 

Le débit d'eau en vohune s'obtient par la formule : 



(11) Q=zzKs\^^, (K =10,975), 

dans laquelle il faut corriger la section s de la tuyère de 
la quantité qui correspond à la dilatation du laiton (car la 
tuyère était en laiton) à la température du courant d'eau 
chaude. Du débit en volume, on en déduit immédiatement 
le débit en poids en multipliant par le poids spécifique de 
Teau à la température /j. Ce débit, exprimé en kilo- 
grammes par seconde, est inscrit dans la colonne 9. 

La quantité de vapeur écoulée par seconde se calcule 
maintenant à Taide de ce débit total d'eau et des tempé- 
ratures /q et /|. Appelons Xla chaleur totale de la vapeur 
depuis 0° centigrade, et C la chaleur spécifique moyenne 
de Teau entre les températures t^ai /j. SoitX le poids de 
vapeur s'écoulant par seconde par la tuyère, et Q — X 
celui de Teau affluant à l'éjecto-condenseur. L eau qui 
résulte de la vapeur condensée est ramenée à la tempéra- 
ture /, ; alors la quantité de chaleur qu'elle cède est égale 
à X (X — C/,) (*), tandis que la quantité d'eau Q — X est 
échauffée de t^k t^, et a])sorbe (Q — X) C (/j — f^^). On a, 
dès lors, la formule ci-dessous : 

X(X-a,)z:z(Q--x)C(r, - Vk 



(*) Pendant la dc^Uente de la vapeur dans la tuyère, «ne certaine quan- 
tité de chaleur est transformée en énergie mécanique ; mais cette quan- 
tité est immédiatement et intégralement reconstituée par Tanéantisse- 
ment de la force vive du jet, en sorte que c'est bien l'expression 
X(> — C/i) qu'il faut prendre pour quantité de chaleur cédée par la 
vapeur. 



SCR L ECOULEMENT DE LA VAPEUR D*EAU 35 

d'où : 

(«•2) ^^Qr"^- 

A — Lifo 

La quantité de chaleur X est donnée par la formule ou 
par les tables de Regnault ; et la chaleur spécifique C do 
Teciu résulte de Texpression bien connue : 

c = 1 + 0,4 jji + 0,9 iJ. 

Les cliifTres des débits do vapeur ainsi obtenus, expri- 
més en grammes par seconde, sont inscrits dans la 
colonne 10 des tableaux. 

En divisant par la section de la tuyère, on a les chifTrcs 
do débit par centimètre carré inscrits dans la colonne 11. 

Mais une remarque est ici nécessaire. Quelle valeur 
doit-on prendre pour la section d'une tuyère ? Le dia- 
mètre que je donne est mesuré h froid (LV), tandis que, 
sous l'action du courant de vapeur, la tuyère s'échauffe 
et son diamètre augmente. 11 est impossible de savoir 
au juste quelle est la température que prend la paroi 
de la tuyère, car le courant de vapeur ayant, pendant 
la traversée de cette tuyère, une pression variable, a 
aussi une température variable ; et, de plus, la paroi est 
soumise de part et d'autre k des températures différonl es. 
Aussi m'a-t-il semblé illusoire de chercher à évaluer la 
température vraie de la tuyère dans chaque expérience. 
J'ai adopté une température moyenne de 120" et basé les 
calculs sur les diamètres correspondants. C'est là une dif- 
ficulté de ces recherches sur l'écoulement des vapeurs, 
comme du reste aussi sur l'écoulement des gaz. Pour bien 
éliminer cette cause d'erreur, il conviendrait de se servir 
de métaux ayant un très faible coefficient de dilatation, 
tels que les nouveaux alliages du fer et du nickel. A 
l'époque oii mes expériences ont été faites, ces alliages 



38 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES 

Enfin, il y a eu, dans lo cours des expériences, un dépla- 
cement du zéro pour le thermomètre mesurant la tempe- 

• 

rature deTeau chaude. C'est certainement là la cause <le 

Terreur la plus iinjjortante. J'ai in<Uqué précédemment 

qu'après avoir soigneusement examiné les variations du 

thermomètre, j'ai été conduit à modifier de 0°45 son 

premier étalonnage. Néanmoins, il se peut que la position 

moyenne du zéro pendant les expériences ait diff'éré 

légèrement de celle que j'ai finalement adoptée. 11 suffi- 

1 
rait d'une difTénMice de moins de — de d(»gré pourocca- 

lO 

sionner l'écart de 3,5 millièmes qui nous rest(». 

J'ai marqué sur le graphique les points qui corres- 
pondent aux ancicMines expériences de Minarv et Résal. 
Ces points sont entourés d'un triangle ; l'un d'eux n'a pu 
être placé; il se trouve en dehors des limites de la figure. 
Comme on le voit, ces expériences ont donné des résul- 
tats notablement plus exagérés que» les nôtres, ce qui 
s'explique, ainsi que je l'ai déjà indiqué, par la méthode 
(»mployée, laquelle ne permettait pas de se débarrasser de 
l'influence de l'eau entraînée. L'écart atteint jusqu'à 
5,2 p. 100, et il est, en moyenne, de 2,5 p. KX). 

De môme, les expériences de Rosenhain donnent une 
exagération (tuyère IV) atteignant 3 à 4 ]). 10(3. 

Nous verrons bientôt, en analysant les expériences de 
Hirn sur l'écoulement de l'air, qu'il en a été de même 
aussi avec ce fluide. 

Ainsi, en résumé, il y a accoi'd assez satisfaisant entre 
l'expérience et la théorie; mais le débit expérimental 
semble un peu plus élevé qu'on ne le calcule par la théo- 
rie. Faut-il, dans les ap])lications, suivre la formule théo- 
rique ou phitôt adopter les coefficients que donnent les 
expériences j)récédentes? Si l'on veut la formule théorique, 
il faut prendre pour cov fficient 15,20 avec E = 425, ou 
15,25 avec E = 428; et, si l'on veut suivre l'expérience, 



SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 39 

il faut prendre pour coefficient 15,32 au plus. La formule 
pratique serait donc : 

(I3i ^ =r 15,20 à 15,32 — 0,96 logP, 

ilans les limites de nos expériences, cVst-à-^lire entre 
P:=^ 1 et P = 12 kilogrammes par centimètre cariv. 

J'avaL< donné, dans mon rapport au Congrès de Méca- 
nique appliquée, pour premier terme du second meml)re, 
15, 5-2, qui résultait d'un aperçu sommaire des exi>ériiMices, 
et, pour second terme, — log P. Depuis, j'ai indiqué, au 
Congrès International de Glasgow, la valeur 15,20, qui 
résulte de la formule théorique dans laquelle on fait 
E = 425. Ce sont là les deux limites entre lesquelles on 
peut faire flotter ce terme. Actuellement, j'estime (jue la 
valeur la plus probable est 15,26, avec une erreur relative^ 
possibleinférieureà4millièmes. C'est précisément là le coef- 
ficient de la formule de Grashof, qui est déduite du calcul 
théorique par la première méthode indiquée pagt^ 17. Mais, 
par contre, cette formule de Grashof donne une décrois- 
sance trop rapide pour le rapport — ? ainsi qu'on le constate 

sur la figure de la PL II, où la ligne CD correspond à cette 
formule. 

Le coefficient à mettre dans la formule d(»vant log P est 
compris entre 0,96 et l'unité. J'avais tout d'abord pris 
l'unité à cause de la simplification qui en résulte. Néan- 
moins, il vaut mieux prendre 0,î)6, qui est prol)ablement plus 
exact, car il est donné par le calcul therniodynainiciue. 

15. Remarques. — L'accord entre l'expérience (»t la 
théorie, à moins de 1 p. lOO près, nous permet de conchire 
qu'il n'y a pas de retard sensible dans la condensation de 
la vapeur d'eau, contrairement à l'opinion émise quelque- 
fois. En eflet, le calcul tient compte de la condensation 
pendant la détente, et la proportion de vapeur conden- 



40 RECHERCHES EXPéRIMENTALES 

sée, quand la pression est devenue égale à 0,58 P, atteint 
de 30 à 35 millièmes suivant la valeur de P. Si donc il 
y avait retard à la condensation, rexpérience révélerait, 
sur la quantité écoulée, un déficit pouvant atteindre 30 à 
35 millièmes. Or. au lieu d'un déficit, nous trouvons plu- 
tôt un supplément. On peut donc affirmer que, s'il y a 
retard à la condensation, ce retard est extrêmement 
faible, de Tordre du cent millième de seconde. 

D'un autre côté, l'on voit aussi que le coefficient de 
dépense des tuyères converprentes ayant la forme de 
celles que j'ai employées est très voisin de l'unité pour 
j) <C 0,58 P, puisque le débit expérimental est trouvé 
plutôt supérieur au débit théorique. C'est également la 
conclusion qui résulte des expériences d(» Hirn sur Tair. 
Nous allons voir qu'il n'en est plus de même pour 
p > 0,58 P. 

Enfin, si, renversant la question, l'on suppose a priori 
que le coefficient de dépense est égal à l'unité et que 
l'on cherche à évahier le coefficient E de l'équivalent 
mécanique de la calorie en égalant le débit expérimental 
au débit théorique, l'on trouve pour E la valeur 431, qui 
ne difi'ère que de 7 millièmes de la valeur 428 généra- 
lement admise. 

16. Expériences avec /; plus grand que 0,58 P. — Quand 
la pression d'aval est plus grande que 0,58 P, l'écoule- 
ment ne dépend pas seulement de la pression d'amont P, 
mais aussi de la pression d'aval p. On peut présenter les 
résultats sous une forme facile à discuter en prenant le 
rapport du débit constaté I au clébit maximum I„,, qui 
a lieu quand la pression d'aval est inférieure à 0,58 P. Ce 

rapport y- ne dépend plus alors, à très peu de chose près, 
que du rapport ^ entre les pressions. On peut donc por- 



SDR l/hicODLEMBNT DE LA VAPEUR d'eAU 41 

ter les points sur un graphique et construire la courbe 

de — en fonction de ^• 

Les tableaux donnent, pour les expériences oup a été 
supérieur à 0,58 P, <lans la colonne 12, le débit théo- 
rique I„, calculé par la formule précédemment indiquée : 

(H) \,„ -- P (15,26 — 0,96 log P), 

et, dans la colonne 13,1e rapport tr-. 

Puis, dans la PI. III, j'ai porté les points qui ré- 
sultent de ces expériences, en distinguant, d'ailleurs, ceux 
qui se rapportent à chacune des trois tuyères conver- 
gentes soumises aux essais. 

On voit que ces points se ranj^ent assez bien sur une 
courbe de forme, elliptique, comme l'a sip^nalé M. H. Pa- 
rentvf*). Toutefois, nous constatons des écarts assez no- 
tables : c'est qu'en effet, ainsi que je Tai fait remarquer, 
il y avait une assez g^rando incertitude quehpiofois pour 
la mesure des différences de pressions au manomètre à 
mercure, quand la colonne d'eau surmontant la colonne de 
mercure était interrompue par des bulles d'air. La lecture 
des manomètres métalliques ne dormait aussi qu'une 
médiocre approximation pour les basses pressions. Aussi 
est-ce principalement la grande tuyère de 24°"°, 20 de dia- 
mètre qui présente les écarts les jdus forts. Les résultats 
donnés ^ar la petite tuyère sont beaucoup plus réguliers. 

Pour comparer les résultats obtenus avec la tliéori(\ j'ai 
tracé la courbe AB qui résulte du calcul thermodynamique. 
On obtient aisément cette courbe en prenant les rapports 

de la fonction -^> définie à la page 12, à la valeur maxi- 

nium de cette fonction. Cela revient siini>lement à preniro 



(*) Annales de Chimie et de Physique^ mai 18%. 



42 REOHEKCHES EXPERIMENTALES 

l'inverse des rapports des nombres do la colonne 8 du ta- 
bleau de la page 13 au plus petit de ces nombres : 0,70276. 

On remarque que la courbe expérimentale se tient, 
comme elle le doit, un peu au-dessous de la courbe théo- 
rique et qu'elle se raccorde avec Thorizontale un peu 
après le point de raccordement de cette courbe théo- 
rique; c'est-à-dire que le débit maximum expérimental 
n'est pas encore atteint quand la pression d'aval s'est 
abaissée à 0,58 P ; il faut abaisser encore un peu plus 
cette pression pour avoir le maximum. Si l'on prend le 
rapport entre les ordonnées des courbes, expérimentale 
et théorique, on a le coefficient de dépense des tuyères 
convergentes. On constate alors que ce coefficient de 
dépense, d'abord peu différent de 0,94, quan<i le rapport 
des pressions est voisin de Tunité, s'accrott peu à peu 
pour tendre vers la valeur 1 . 

La courbe expérimentale comme la courbe théorique 
sont très sensiblement des ellipses. On pourrait donc, 
d'après cela, exprimer par une formule simple le rap- 
port r- en fonction du rapport ^ des pressions. Mais il 

me semble inutile d'insister. 

Nous verrons que les courbes pour Tair sont aussi très 
voisines de qu«idrants d^ellipses. 

17. Orifice en mince paroL — L'orifice on mince paroi ne 
se comporte pas de la même manière que les tuyères con- 
vergentes. Le débit ne devient pas maxinmm pour p égal 
ou un peu inférieur à 0,58 P; il croît constamment à 
mesure que p s'abaisse. 

Les chiffres crexpériences sont donnés dans les tableaux 

soit avec le rapport -? soit mieux avec le rapport^- 

Sur la PI. 111 sont aussi traduits graphiquement les ré- 
sultats relatifs k cet orifice en mince paroi, jusqu'à la 



SDR l/ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR d'eAU 43 

valeur de^ égale à 0,4. On voit que les points se rangent 

assez régulièrement sur une courbe EF qui va toujours en 
s'élevant. 

Si Ton prend le rapport entre les ordonnées de cette 
courbe et celles de la courbe théorique AB, on voit que 
le coefficient de dépense de Torifice en mince paroi, 
«l'abord égal à 0,61 pour de faibles différences de pres- 
sions, va on croissant assez régulièrement jusqu'à la 
valeur 0,87, qui est atteinte pour des pressions p très 
faibles. Mais la courbe de ce coefficient de dépense en 

fonction du rapport j^ n'est j)as tout à fait rectiligne, elle 

présente une légère dépression autour de ^ = 0,7. Au 

contraire, si Ton prend le rapport des ordonnées de la 
(•ourb(» de l'orifice en mince paroi, non pas à celles de la 
courbe théorique, mais plutôt à celles de la courbe expé- 
rimentale CD des tuyères convergentes, on constate que 
c » rapport croît linéairement. J'ai marqué sur la PL 111 
les points qui représentent C(», rapport pour certaines 

valeurs de ^- On voit bi(?n que ces points sont à très peu 

de chose près sur une droite GH, tangente, naturellement, 
il la courbe de Torifice en mince paroi au point a qui est 
sur l'ordonnée du point où la courbe CD se raccorde avec 
riiorizontale. 



Comparaison avec les résultais des expériences 

de Hirn sur Tair. 

18. Hirn a fait, en 1885, des expériences aussi précises 
que possible sur l'écoulement de l'air par des tuyères et 
par des orifices en mince paroi.' 11 est intéressant de 
comparer les résultats qu'il a obtenus avec ceux que 



44 RKCHERCHES EXPÉRIMENTALES 

nous avons relovés nous-mênios avec la vapeur d*eau, 
La méthode de Hirn était directe. Il laissait écouler, 
dans un récipient où il avait préalablement fait le vid<% 
de Tair venant d'une cloche gazométriquo. Par un pro- 
cédé particulier (Tenregistrement, il mesurait les abais- 
sements du gazomètre à des intervalles de temps égaux, 
ainsi que les pressions d'amont et d'aval. Ses résultats 
numériques sont donnés <lans les Annales de Chimie et 
de Physique, mars 1886. Nous allons les analyser. 

Auparavant, remarquons que Hirn n'a pas tenu compte, 
dans ses calculs, de la légère contraction de rorifîce occa- 
sionnée par l'abaissement de température dû à la détente 
de l'air. Mais il est facile de faire la correction. D'autre part, 
il me semble avoir à tort desséché l'air après sa sortie du 
gazomètre et avant son passage à la tuyère. Car, en effet, 
c'est deTair sec que débitait la tuyère, tandis que le gazo- 
mètre mesurait de l'air humide. Comme le débit des gaz 
en volume (ramené à la pression et à la température 
initiales k l'amont) est le môme pour toiis les gaz, à la 
môme température, et que celui de la vapeur ne peut en 
différer beaucoup, il efit mieux valu, à mon avis, ne pas 
dessécher l'air. L'erreur qui en serait résultée n'aurait été 
que d'une fraction de la proportion de la vapeur d'eau. 
Quelle est l'erreur à craindre, de ce chef, dans les expé- 
riences de Hirn? A 10", température moyenne des expé- 
riences, la tension do la vapeur d'eau est de (/*^,<)125 
par centimètre carré, et son poids spécifique est égid k 
0,(X)1)15; l'erreur des résultats due k cette cause serait 
donc de 2 p. lOO environ en plus. 

Les mesures de Hirn ont été faites sur deux tuyères 
convergentes — l'une de 9'' d'ouverture, l'autre de \\V* — 
sur une tuyèi'o conico-cylindricjue et sur d(?ux orifices en 
mince paroi. En ce qui concerne les tuyères, ces expé- 
riences ont bien montré que le débit devient maximum 
quand la pression d'aval s'abaisse légèrement au-dessous 



SUR l'Écoulement de la vapeur d'eau 45 

du chiffre théorique pour les gaz permanents (0,52GP). Si 
Ton rapporte le débit à l'unité de section de rorifice de 
sortie, on a les chiffres ci-après : 

19''S80 par centimètre carré et par seconde pour la 
tuyère convergente de 9", à la température initiale 
de lo%75 ; 

19'*S77 par centimètre carré et par seconde poui* la 
tuyère convergente de 13° à la température de 8** ; 

i8^'*,85 par centimètre carré et par seconde pour la 
tuyère conico -cylindrique, à la température de 0°,5; 

Tandis que le débit théorique maximum, (jui se calcule 

par la formule Q = 1,164 yT où T est la température 
absolue à Tamont et où Q est exprimé en litres par centi- 
mètre carré et par seconde, était respectivement de 
19"^77, 19,50 et 19,47. On voit donc que, pour la 
tuyère conico-cylindrique, le débit expérimental est infé- 
rieur au débit théorique, ce qui doit être à cause des 
pertes par frottements dans la partie cyhndrique. Mais, 
pour les tuyères convergentes, le débit mesuré est supé- 
rieur au débit théorique, de 0,75 p. 100 en moyenne. Nous 
trouvons là le même fait que nous avons déjà rencontré 
pour la vapeur d'eau. Remarquons, toutefois, que cette 
exagération du débit mesure pou tprovenii', ainsi quejeTai 
expliqué précédemment, de ce que Hirn a desséché Tair. 
Sur la PL IV, j'ai porté les points expérimentaux en 

prenant pour abscisse le rapport ^ des pressions et pour 

ordonnée le rapport ^- du débit observé au débit niaxi- 

mum. J'ai marqué aussi quelques points résultant du cal- 
cul théorique. 

On voit que, avec la tuyère convergente de 13" et 
avec la tuyère conico-cylindrique, la courbe expéri- 
mentale AB suit très bien la courbe théorique, sauf dans 
la partie voisine du maximum ; mais, pour la tuyère con- 



46 RECHERCHES EXPÉRIMENTALES 

vergente do 9°, la courbe expérimentale CD s'écarte beau- 
coup de la courbe théorique, particulièrement du côté de 
Torigine. Il semble qu'il y a eu dans la série de mesures 
relative à cette tuyère une cause d'erreur systématique. 

Los résultats accusés par les deux orifices en mince 
paroi se laissent assez bien grouper autour de la courbe EF 
tracée sur la PI. IV. Si on prend le rapport entre les or- 
données de Totte courbe et celles de la courbe AH relative 
aux tuyères convergentes, ainsi que nous l'avons fait pour 
la vapeur d'eau, on trouve des chiffres qui croissent linéai- 
rement, c'est-à-dire que les points qui représentent ces 
rapports et qui sont marqués sur la figure se rangent très 
exactement sur une ligne droite GH tangente à la 
courbe EF de l'orifice en mince paroi. L'ordonnée à 
l'origine de cette droite est de 0,G29, tandis que Hirn a 
trouvé, par l'expérience directe, que le coefficient de 
dépense des orifices en mince paroi pour de faibles chutes 
de pressions était de 0,633. 

Si maintenant l'on compare les rourbes ainsi tra(îées 
pour l'écoulement de l'air k celles que j'ai obtenues pour 
l'écoulement de la vapeur deau, on constate que ces 
courbes sont tout à fait analogues, et elles se superposent 
presque. Il y a toutefois cette différence que le maximum 

des courbesalieu théoriquement, avecl'air, pour ^=0,526, 

tandis que, avec la vapeur d'eau, il se pi'ésente pour 

^ = 0,58; on remarque aussi que la droite qui représente 

le rapport du coefficient de dépense des orifices en mince 
paroi à celui des tuyères convergentes se tient, pour la 
vapeur, à 2 p. IW) au-dessus de la droite correspondante 
pour l'air. Cette différence est-elle due aux erreurs d'ex- 
périences, ou tient-elle k la différence des natures des 
fluides? Il ne semble pas actuellement possible de répondre 
à cette question. 



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RECHERCHES EXPERIMENTALES 



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SDR l'Écoulement de la vapeur d'eau 



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58 RKCHERCHES SCK L'ÉCOULEMENT DE LA VAPEUR d"eAI) 









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NOTE 8CR l'ÊC01I.EMF.NT 1 K i/eaU CHAUDE 59 



NOTE 



SIR 



L'ECOULEMENT DE LTAU CHAUDE 

PAR LES TUTÈRES 

Par M. A. RATEAt, Ingénieur au Coq»s ties Mines. 



Dans cette courte note, je nio propose iTanalystM' le 
plu'rioiiièiK» (1(» récoiilenient do l'eau chaude par uu(^ 
tuyère coiiverf^eute et d'expliquer l<»s résultats, assez 
siu^uliers au preuiier abord, obtenus par MM. Sauva*re et 
Puliii dans les (»xpérieii(*es qu'ils ont faitt^s, eu i8î)'^(*). 

La théoiio que j'ai dévtdoppée daus h* travail précédent 
à propos de TécoulenuMit de la vapeur s'étend sans dif- 
ficulté» au problème un peu /lus complexe <le l'eau cliaud(\ 
qui se vaporise partiellement pendant la détiMitc». 

Le cas le plus sinq)l(% (pie ji» traiterai d'abord, est cebd 
où on suppose que l'eau se trouva» initialement, dans le 
récipi(*nt d'amont, exactement à la températmt» T„ de la 
vapeur cjui correspond ii sa ju'i^ssion Pq, c'est-à-dire juste 
sur le point de so vapoi'iser. Dès lors, elle se vaporisera 
eff<»ctivemeut en partie dès que sa pression et sa tempé- 
rature s'aiiaisseront. 

Un(» circonstance romar(pial)l(* donne au phénomène 
une allure très spérinh^ Cette circonstance est (pie la 
quantité vaporisée, d'une part, (^t la vitesse d'éc()ul(Mnent 



(*y E(i. Saivaoe, Ecoulement de ieau des chaudières {Annales des 
Mines, 9» série, t. II, p. 192;. 



60 



» j, 



NOTE SUR L ECOULEMENT DE L EAU CHAUDE 



du mélange d'eau et de vapeur formé, d'autre part, sont 
Tune et Tautre sensiblement proportionnelles à rabais- 
sement de température. 

Reportons-nous, en effet, au diagramme ontropique 

Soit AD la courbe «fentropie de Teau, EF la courbe de 
la vapeur saturante ; 

Soit A le point figuratif de Teau chaude à la tempéra- 
ture Tq sous la pression correspondante Pq. 




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Fio. 4 



Pendant la détente dans la tuyère, il se produit une 
petite quantité de vapeur qui forme avec Toau restante un 
mélange plus ou moins homogène. On doit admettre, en 
raison du très court es])ace de t(^mps que le fluide reste 
en contact avec les parois de la tuyère, que la détente est 
a(Uabatique. Cette détente adiabatique est alors figurée 
sur le diagramme d'entropie par la parallèle AG à Taxe 
des températures. Quand le mélange est parvenu à la 
température Tj diff'érant de T^ de la quantité 6, la pro- 
portion X de vapeur formée est donnée par le rapport du 



(*) Je rappcUe que Putilisation du diagramme entropique pour 
lY'tude de la vapeur d'eau a fait i'objet d'articles remarquables de 
M. le Prof. Boulvin dans la Revue de Mécanique en 4897 et 4901. 



I>AR LES TUYÈRES 6i 

segment de droite DG à DF. Or la courbe AD d'entropie 
(le Teau se confond sensiblement avec sa tangente au 
point A, tant que rabaissement de température 6 n'est pas 
grand ; DG est donc proportionnel à cet abaissement de 
température (avec une tendance, cependant, à croître un 
pc^u plus vite que 6), et Ton peut écrire que le rapport 
de DG à DF est à peu près proportionnel k 0, c'est- 
à-dire : 

a étant un coefficient qui dépend de la température ini- 
tiale Ïq et dont la valeur numérique se trouve aisément 
à l'aide du diagramme d'entropie tracé à gi'ande échelle. 
D'un autre côté, la vitesse d'écoulement V, au moment 
oii la température est devenue Tj, est donnée par la sur- 
face du triangle AGD. La base de ce triangle est 

r 
approximativement égale à a: =-> r étant la chaleur de 

vaporisation de Teau ; on a donc la relation suivante : 
il où : 



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S/gEa f . 



Calculons maintenant la section de tuvère nécessaire 
|)Our faire écouler Tunité de masse d'eau quand la tem- 
pérature s'est abaissée de 0. Cette section est égale au 
volume spécifique v du mélange d'eau et de vapeur divisé 
par la vitesse V. 

Le volume spécifique v est égal à 1 — a: -j- -> y étant 

le poids spécifique de la vapeur saturante à la tempéra- 
ture T| = Tq — 6 ; ou, en remplaçant x par sa valeur aO, 

a6 

(2) V =z i — a^ -] * 

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62 NOTE SDR LÉCODI.EMKST DE i/eaD CHADDB 

En divisant r par V, on déduit s : 



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Pour Tq <lonne, a ainsi que /• sont déterminés ; il uy a 
donc de variable dans .v que rabaissement de tempéra- 
ture et le poi<ls spécifique 7 c^ui est fonction de Tq — 0. 
Dès lors, A' croit ou décroit en même temps que la quan- 
tité — I — j et, puisque a est très petit, v est sensible- 
ment proportionnel à celte quantité. Or, quand croît, 
- décroit; mais, d'autre part, le poids spécifique v diini- 

nue et, par conséquent, le second terme - croit. Il arrive 
un moment oii Taugmentation du second compense la 
diminution du premier. La quantité - H — passe donc par 

un mininnnn. 

Pour résoudre analytiquement cette question du mini- 
mum, il faudrait savoir exprimcM' 7 en fonction de la tem- 
pérature. 

A défaut d'une relation simph* entre ces quantités, on 
peut résoudre le problème à Taide des tables de Repnault. 
Je donnerai un exemple. 

Supposons le cas où P == 10 kilogrammes par centi- 
mètre carré, auquel correspond T^ = = 178°,886 + 27.T. 

On trouve par le <liagramme d'entropie a = 0,00216; 
et les tables donnent le poi<ls spécifi(iu(ï 7. 11 faudra faire 
attention quc^ v tlevra être exprimé en kilogrammes par 
décimètre cube. 

Voici les valeurs de la quantité -: + - pour des crois- 
sants autour de la valeur qui donne le minimum. 



PAR LES TUYÈRES (>3 

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11« 0,632o 

f2« 0,63rM 



En traçant la courbe, on \-oit que lo mininuini a Vwu 
pour 6 = y°,2 approximativement. A cette valeur <le 
correspond une valeur de la pression îibsolue égale à 
8'"^,0i4 par centimètre carré. Par conséquent, dès que la 
pression est tombée au-dessous de 80 p. 100 de la pres- 
sion d'amont, environ, il fau<lrait que la tuyère devînt 
divergente pour que le mélange d'eau et de vapeui* conti- 
nuât de s'v détendre. 

Si la tuyère est seulement convergente, la pression à 
la dernière section de la tuyère sera précisément égale à 
la valeur que nous venons de dire, et le fluide entrant 
dans une enceinte où la pression est beaucoup plus basse 
— par exemple dans Tatmosphère — fera ex{)losion en 
tous sens (sauf vers Tamont), beaucoup plus fortement 
que dans le cas de Técoulement de la vapeur seule ; c'est 
j)ourquoi on voit la veine s'élargir brusquement et prendre 
la forme d'un paraboloïde très évasé, comme le montrent 
les reproductions photographiques données dans lo 
mémoire de M. Sauvage. 

Le gonflement latéral de la veine est énorme dès la 
sortie de la tuyère, parce que, ainsi que nous allons le 
voir, la vitesse d'écoulement du mélange fluide n*est pas 
grande. Il est d'autant plus accusé que la pression dans 
lenceinte d'aval est plus basse, au-dessous de la pres- 
sion p du maximum de débit. 

Le débit par unité de section de la dernière tranche 
de la tuyère se calcule en le faisant correspondre à la 



i 



64 NOTE SUR l/ÉCOULEMKNT DE i/eaU CHAUDE 

pression p qui donne à la quantité t + ~ son minimum 

En faisant ce calcul, nous trouvons d'abord que la quan- 
tité X de vapeur formée est égale k 1,99 p. 100, puis 
que le volume spécifique du mélange atteint la valeur 
5,78, c'est-à-dire que, à la sortie dé la tuyère, la va- 
peur occupe un volume de 4,78 fois celui de Teau. La 
vitesse V du mélange à la sortie est égale à 28", 55 
par seconde. Enfin, le poids de lluide écoulé est égal à 
494 grammes par centimètre carré crorifice et par seconde. 

Il est intéressant de comparer ce dernier cliifi're à celui 
qui aurait lieu si c'était de la vapeur initialement satu- 
rante qui coulait par l'orifice. Dans ce dernier cas, la 
quantité débitée serait égale à 143 grammes par centi- 
mètre carré et par seconde. Avec Teau chaude, le débit 
est donc 3,5 fois plus grand. 

Si l'on voulait continuer la détente dans la tuvère, il 
faudrait donnera celle-ci, après la partie la plus rétrécie, 
une forme divergente. On voit en CMl) (fig. 2) la courbe 
des sections (en ordonnées) en fonction de la chute de 
température 6, pour le cas oii P^j =6 kilogrammes par 
centimètre carré, l'eau étant toujours supposée initia- 
lement saturante. 

Quand il s'agit de l'écoulement de la vapeur initialement 

saturante, on trouve que la valeur durapport-^» quicorres- 

pond au minimum de section (c'est-à-dire aussi au maxi- 
mum du débit), est égale à 0,58 et qu'elle est sensiblement 
indépendante de la pression initiale P^. Ici, avec Teau 
chaude, nous venons de trouver que, lorsque P^ = 10 ki- 
logrammes par centimètre carré, la valeur du rapport-^» 

qui correspond au minimimi de section, est égale à 0,80i:, 
valeur beaucoup plus grande que la précédente. En répétant 
les mêmes calculs pour des pressions initiales différentes. 



PAR LES TUYÈRES 65 

on verrait que la valeur du rapport qui correspond au mi- 
nimum varie beaucoup avec la pression d'amont. Elle se 
rapproche de Tunité à mesure que la pression Pq décroit. 
Ainsi, pour P^ = 6 kilogrammes par centimètre carré, on 
trouve que l'abaissement de température 6 qui donne le 

minimum de - H — est égal à 7**, 15, puis que:^ = 0,829 ; 

la vitesse d'écoulement à la sortie de la tuyore n'est plus 
que de 22", 53 par seconde, et le débit 344 grammes par 
seconde. 

Supposons maintenant que IVau se trouve initialement 
aune température inférieure de / à celle T, qui corres- 
pond à la vaporisation sous la pression Pq. Il y aura alors 
relard à la vaporisation pendant la détente. Tant que 
rabaissement de pression no sera pas suffisant, Teau 
restera entièrement à Tétat liquide et coulera à la manière 
onlinaire des liquides; puis, à une pression plus basse, il 
y aura vaporisation partielle, et il arrivera encc^ro un 
moment oii l'augmentation du volume spécifique compen- 
sera l'augmentation de vitesse. A ce moment, la section 
d'écoulement passera par un minimum. Le retard / de la 
température a donc pour eflfet d'accroître rapidement le 
(iéhit possible par unité de section d'une telle tuyère. 
Xou< allons voir d'ailleurs, par un exemple, que, sauf 
IK»ur de très petits retanls <le température, le minimum 
«le section correspond précisément au point où la vapori- 
sation commence à se faire. 

Si on appelle P' la pression qui existe au point oîi la 
Taporisation commence (c'est la pression qui correspond 
à la température Tq — t pour la vapeur saturante), puis 
l'abaissement de température à partir de ce point, la vi- 
tesse d écoulement est donnée par la relation : 

2g ri 2 ' To — t 

Tome I» 1902. 6 



66 NOTE SUR L ECOULEMENT DE L EAU CHAUDE 

n étant lo poids spécifique du liquide, et a ayant la 
signification déjà dite ; quant au volume spécifique du 
mélange, il a toujours pour expression : 



V 

I 



La discussion analytique est ici encore plus impossible 
que précédemment. Mais on peut traiter des cas détermi- 
nés au moyen des tables do Rognault. On voit alors qu'il 
suffit de quelques degrés d'écart pour augmenter énor- 
mément le débit. Ainsi, par exemple, pour obtenir sans 
vaporisation le débit de tout à Theure, iiji grammes par 
seconde pour la pression de 10 kilogrammes par centi- 
mètre carré, il suffit que la vitesse V s'élève seule- 
ment à 4*", 91, et, à cette ' valeur, correspond d'abord 
Po — P' = 0,121, puis / = 0%5i. Cette faible valeur 
montre bien l'inlluence considérable que le retard de 
température exerce sur le débit par une tuyère conver- 
gente. 

Or la température de l'eau d'un générateur, dans les 
difi'érents points, a toujours un retard sur la tempéra- 
ture de vaporisation. Ce retard s'élève facilement à plu- 
sieurs degrés, et il est d'ailleurs très variable, non seule- 
ment d'un point à l'autre du générateur, mais encore d'un 
moment à l'autre, suivant l'état des courants intérieurs 
et suivant l'activité de la vaporisation. On doit donc s'at- 
tendre à trouver des débits extrêmement variables, ainsi 
qu'il a été constaté dans les expériences de MM. Sau- 
vage et Pulin. L'accroissement du débit par rapport à 
celui qui aurait lieu s'il n'y avait aucun n»tard de tempé- 
rature donne en quelque sorte la mesure du retard de 
tem{)érature. 

A mesure (pie ce retard augmentt», l'écoulement tend 
de plus en i)lus à se rapproclier de celui du simple 
liquide. 11 n'en diff*ère plus du UmM (piand la température 



PAR LES TUYERES 67 

initiale T^ — /de Teau est égale ou inférieure à celle 
de la vapeur qui correspond à la pression P^ dans Ten- 
ceinte d'aval. Le débit atteindrait alors la valeur 



^ 



2» 



P" - P| 



C7 



par centimètre carré et par seconde. 

Le débit réel constaté doit être toujours compris entre 
cette dernière valeur et celle que nous avons appris à cal- 
culer quand Teau se trouve initialement à la tempéï'a- 
ture Tq. Par exemple, pour la pression initiale de 6 kilo- 
grammes par centimètre carré, 1 écoulement ayant lieu dans 
l'atmosphère, le débit par seconde et par centimètre carré 
doit être compris entre 3.130 grammes et 344 grammes, 
chiffre indiqué précédemment. Dans leurs expériences, 
MM. Sauvage et Pulin ont trouvé des débits irréguliers 
variant, pour cette pression de 6 kilogrammes par centi- 
mètre carré, autour de 1.350 grammes, ce qui semblerait 
indiquer que, dans les conditions où ils ont opéré, Teau se 
trouvait à une température de 6" environ inférieure à 
celle de la vapeur pour la môme pression. 

A titre d'exemple, je donne dans la fiij, 2 les sections 
(fécoidement de Teau chaude, pour une pression initiale 
de 6 kilogrammes par centimètres carré, et avec des 
retards de température / croissant de degré en degré. 
La chute totale / -+- 6 de température est portée en abs- 
cisse pendant que les ordonnées indiquent les sections 
d'écoulement en centimètre carrés pour un débit de 1 kilo- 
gramme par seconde. La courbe AB est celle de Técoule- 
ment de Teau froide (sans vaporisation) ; CMD, colle de 
Teau chaude initialement saturante (/ =o) ; les courbes 
3, 4, ..., 9 correspondent aux cas où le retard est do 1**, 
2*, etc. 

Pour 2* de retard, par exemple, Teau s'éconh^ d'abord 
sans vaporisation, et les sections décroissent jusqu'en c ; 



68 NOTE SUR I. RCOUr.EMEXT DE I, EAD CHAUDE 

puis, lies (|im1 y a vaimrisalKni, les seolions «loivoiit aug- 
iiientrr. On voit donc ijuc, si la tuvèro est convergente, 









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Teaii chaude rorlira sans s'être aucunement vaporisée, 
avec sa température initiale et à la pression qui corres- 
pond à cette température pour la vapeur saturante. 



PAR LES TUYÈRB8 60 

Toutefois, ceci n'est pas absolument général. Si on trace 
les courbes de sections pour des retards inférieiu's à 1^ 
environ, on constate qu'elles présentent deux niinima 
successifs, coniine la courbe 2. Le prenner niininuun a 
est un point anguleux, l'autre se trouve dans le voisinage 
(lu point M de la courbe CD. De plus, quand / est plus 
petit que 0'*,395, le premier niininmm est plus grand que 
le second, ainsi qu'on le voit sur la courbe 1. Il résulte de 
cette forme singulière de la courbe des sections que 
l'écoulement, quand il a lieu dans une tuyère convergente, 
(luit subir une flhcontinuiti\ car il est impossible que le 
fluide prenne les états qui correspondent k la partie de la 
courbe comprise entre les points m et w. Puisque les sec- 
tions de la tuyère vont toujours en décroissant, il est 
nécessaire qu'il y ait un saut brusque de m en n, c'est-k- 
«lire une vaporisati(m partielle instantanée, et d'autre part, 
ce ([ui est bien curieux, une augmentation d(i vitesse éga- 
lement instantanée. 

Ce phénomène remarquable d'une variation brusque 
«lans la vaporisation (>t dans la vitcîsse demanderait k être 
soumis k un examen approfondi. Il peut sembler, ù priori^ 
incompatible avec les lois de l'inertie des corps matériels ; 
mais, en y réilécbissant, on peut voir, je crois, que des 
disc^)ntinidtés ne sont pas impossibles quand il s'agit de 
corps fluides pouvant être décomposés en réalité, et non 
pas seulement par la pensée, en masses élémentaires infini- 
uiont petites. 

Je me bornerai ici k ces quebjues considérations, qui 
suffisent pour montrer que l'écoulement d'un licpnde 
chaud présente des particularités très dignes d'attirer 
l'attention. 



70 REVDE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 



REVUE 

DE LA 

CONSTRUCTION DES MACHINES 

EN L'AN 1900 

Par M. El). SAUVAGE, Ingénieur en Chef des Mines, 
Professeur à l'École Na'lionale Supérieure des Mines. 

{Suite) (*). 



ADDITIONS AUX CHAPITRES PRÉCÉDENTS. 

Un indicateur d'ordonnée moyenne, pour les cylindres 
de machine à vapeur, a été récemment décrit par M. Wil- 
liam Ripper, dans les Proccetlings of ihe Institution of 
Mechanical Eiigineers (1899, p. 569). L'appai'eil plus 
ancien de M. Janet est décrit dans la Machine à vapeur^ 
par Ed. Sauvage (t. I, p. 97). 

En ce qui concerne la mesure du pouvoir calorifique 
des combustibles, le Congrès international de Mécanique 
appliquée, tenu k Paris en 1900, a émis le vœu suivant 
(t. Il, p. 72) : 

« Que le pouvoir calorifique d'un combustible soit dé- 
fini comme il suit : c'est le nombre de calories que dégag(* 
1 kilogramme de combustible complètement brûlé sous 
pression constante, les éléments et les produits de la 
combustion étant ramenés à 0° et à la pression de 0™,76 
de mercure. » 

Sur les machines marines, on lira avec grand intérêt 
une conférence de M. L.-E. Beriin, dans le Bulletin de 
la Société d encouragentent pour iindustrie nationale 
(année 1899, p. 1404). 



(*) Voir Annales des Mines, 9* série, t. XIX (6" livraison 1901), 
p. 579 à 620, et XX (S- livraisoa 1901;, p. 103 à 142. 



esji/an 1900 



n 



CHAPITRE VI. 
DÉTAILS DE COHSTRQCTION DBS HACHINCS A VAPEUR. 

Une étude sérieuse des détails de construction des 




Fio. 4«. — Machine ooitipound Men : roiipe vv et u-w. 

machines à vapeur exigerait des (k'vclopppiiicnts foi-l 



72 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 

étciv'ns : on ne peut signaler ifi que quelques points spé- 
ciaux. 

On reclicrclie, siirlfliit dans les machines rapides, les 
moyens de supprimer ou d'atténuer los vibrations, non 




Machine Merz : cuupe j:, 



seulement pour les machines marines, mais aussi pour 
les moteurs fixes. Plusieurs dispositions étudiées k cet 
elfct ont déjà été indiquées. On peut signaler encore celle 
des machines de Merz, qui figuraient à rH)X]iosition de 1900. 



EN l'as 1900 73 

Les fig. i6 à 52 repréaeniciil, il'aiH^f la Hetnr <le 

Mécanique (iii&%, 2* sein,, p. (>78), une des dUposiiioiis 

adoptées par M. Merz; <'hariin des cyliiidies de ce(U' 

tiia<')iiiie cumpouud conticiiL deux [listons ii inoiiveiiii'Ut» 




opposés, commandant dc^s manivelles culûes ii ISU" l'une 
(le l'autre; les maiiiveUesdi.'s deux gi-DUpes sont iilhi". Ou 
équilibre ainsi les pièces en niouvemeut, et la niarclie est 
très douce. 



74 BBVCE de la construction HES MACHINEE 

La machine de Wigzell ^fig. Si) est un exemple de la 
traiisiiiissîoii par bielles triangulaires [Butletin de laSodété 




ipe verlicnlc el longitudinale et roupe s;. 



(rvncouriiijeDtfht iinnrl'huliiatiipnatiimale, lS95,p,577); 
coite niachîno. à tn[ile expansion, présente, en outre, dos 
pistons à mouvoment» opposés <laii8 chaiiuo c_vUiKii"e. Les 



ES l'as laX) T5 

pistons inférieurs attaquent une lùoUc triangulaire inéi>iane ; 




Kki. st. - \ln<'hinR Merz : <lanil du r.'gulaleiir. 

\v* pistons stipëriiHirs, <leux bicHes triangulaire: 
!<aiit!;nr des manivelle» cali-es à MMi' 
rie relie quo coirimaurlo la bielle mé- 
diane. IjGS pinloii» ne sont pas tous 
en même temps à fond de cniirse, de 
sorte que lîi nia<'liine nu pas île 
points morts. 

Pour la constnwtioii des . rnacliîiics, 
l'emploi des pièces coulées en arier 
se ivpand de [dus en plus. Kn rem- 
plaçant parl'aoier la fonte, on olil rent 
une pièce beatiroiip plîîs ivsJRtaiite. 
ou bien, si on ne tient pas h aug- 
menter dans de fortes proportions la 
résistance, on a une pièfe bien plus Kn; 
légère. L'acier moulé a été quelque- '_[ 
foir^, mais rarement encore, emplnyi- 
pour le.' cylindres, ayant d'ailleurs des clieinises en fonle 




76 REVCE DE LA COSSTRDCTIOS DES MACHINES 

i"i|iin>r(éps. Les jnstous dos frranilcs tiia<-hiiic» fixes roin- 
luL'iii-i'iit il MO rouk-r fil a<'ier, riiTiime ceux des miicliiiios 
nui l'i lies. 




I/jK'k'r moulé rciiiiilace aussi, dans cci'laina ras, des 
[lii'ccsforpf'es: notaiiiiiieiil danslc^s lui-oiiiolivo». rcl oinpioi 
est assez rn''(|iiciil. 11 os|. in-iiiialdo i|tin ceUo subsliliition 
(le l'aricr coulé iiii niolal l'di'ffé dovk'iidra (jrocliaiiieiiiont 
de jiliis en jdus fréqueiile. 

I,eHamasiiietssyiitfrétluum[ueiitreviJliis de métal blanc 



EN l'an 1900 77 

antifrirtion, de sorte que remploi du bronze n'est plus 
indispensable. Dans certains cas cependant, on conserve 
quelques parties en bronze, pour maintenir les pièces en 
place dans le cas de fusion du métal blanc. 

Le graissage doit être très soigneusement étudié : il y 
a certainement des progrès à réaliser de ce côté, et la 
question est, du reste, Tobjet d'études et de recherches 
importantes. Pour graisser les (irr)irs et les pistons, sur- 
tout lorsqu'on emploie la vapeur à très haute tc^npéra- 
ture, il faut se servir d'huiles minérales qui ne se dé- 
composent pas ou ne deviennent pas trop fluides à cette 
lempérature. Parmi les appareils graisseurs des cylimh'es, 
les meilleurs sont ceux qui consistent (mi une pompe 
injectant l'huile régulièrement et en quantité bien dosée. 

Pour les mécanismes, le graissage est souvent encore 
fait d'une manière un peu rudinientaire. On obti(Mit un 
graissage continu par l'emploi des técheurs^ employés 
depuis longtemps dans les machines marines, ou à l'aide 
de tuyaux articulés qui relient les godets fixes aux 
pièces mobiles. Les boutons de manivelle sont graissés à 
l'aide d'un tuyau formant contre-manivelle, recevant 
Thuile sur l'axe de rotation et la distribuant par des ca- 
naux percés dans le bouton de manivelle et débouchant 
au milieu de la surface frotta nt(\ 

Pour lubrifier les mécanismes des machines rapides, 
souvent on les enferme dans une enveloppe hermétique- 
ment close, à travers laquelle sort l'arbre moteur. Cette 
enveloppe contient une quantité (rhuile assez grande, (jui 
est atteinte et projetée en tous sens par la manivelle. 

Un moyen très efficace pour assurer le graissage con- 
siste à refouler Tair sous pression entre les surfaces 
frottantes, à l'aide d'une pompe. Les applications de re 
système logique sont eneore assez rares. 



(B REVliE DR LA CONSTRUCTION DES MACHINKS 

CHAPITRE Vn. 

CONDENSATION. 

Los coiideiisours des machines à vapeur s'installent 
(le bien des manières différentes, et les <lispoHition9 au- 




cieiiiies crnitinuoiit à être emplovéos. On munit encore 
le plus souvent chaque machino importante de son con- 



EN l'an 1900 79 

denseur avec a pompe à air; parfois même on voit, dans 
les machines horizontales à deux groupes de cylindres, 
deux condenseurs séparés, un pour chaque groupe, sans 
que les avantages de cette complication soient bien appa- 
rents. Cependant, on peut citer un cei-tain nombre d'ins- 
tallations do condenseurs centraux desservant plusieurs 
moteurs. 

M. J. Nadal a publié récemment, dans la Hevtte de 
Mécanique (1901, 1" sem., p. 129 et 609), une étude 
détaillée des condenseurs, oîi il expose la théorie et donne 
la description des appareils. 

Dans les condenseurs centraux munis d'un moteur 
spécial à vapeur, il est important que ce moteur ne dé- 
pense pas trop de vapeur : on fait parfois usage, par la 
commande des pompes de ces condenseurs, de moteurs à 
action directe, pour lesquels cette condition importante 
nest pas satisfaite. 

Certaines pompes à air n'ont pas de clapets d'aspira- 
tion, ce qui simphfio l'entretien : l'eau et Tair pénètrent 
dans le corps de pompe par des orifices que le pisto'i dé- 
masque dans sa course. Par exemple, dans la pompe 
verticale Edwards {ftg, 54), le piston au bas de sa course 
découvre des orifices, et, en même temps, chasse l'eau 
accumulée dans la chambre 4, qui pénètre dans le corps 
i\e pompe en entraînant Tair logé en 5 et en 7. Dans la 
pompe hoiizontale Eastwood et Smith {fiy. 55), les ori- 
fices sont au milieu du corps de la pompe, (pii est à 
double effet; mais, comme ils n'existent qu'à la partie 
supérieure, toute l'eau qui v pénètre y reste sans être 
renvoyée au condenseur pendant la première moitié de la 
course de refoulement. 

Les dispositions qui permettent de refroidir l'eau qui a 
servi à la condensation, lorsqu'elle n'est pas abondante, 
sont assez fréquentes. I/eau chaude, élevée à quchpies 
mètres de hauteur, tombe sur une série de chicanes qui 



80 BEVTIE DE LA CONRTRUCTtON DES MACHINES 

la ilivisent on goiittelpties et la nictlcnt en contact avec 
l'air. En entourant l'appareil d'nne hotte rectangulaire 
tronconique assez élevée, on se débarrasse des buées 




g(^nantps, qui sont rejetées par une cheminée à une assez 
grande hauteur, ot, de plus, on crée un tirage qui fait 
circuler l'air. 



EN L*AN 1900 81 

Dans certaines installations, un ventilateur (*) active la 
circulation de l'air. 

Les condenseurs vaporisateurs paraissent assez répan- 
dus, notamment en Angleterre, lorsque Teau est rarcî et 
lorsqu'on ne dispose pas d'espace suffisant pour les appa- 
reils refroidisseurs d'eau de condensation. Ils consistent 
en faisceaux de tubes, dans lesquels pénètre la vapeur, et 
qui sont arrosés d'eau à rextérieiu*; cette eau s'évapore 
avec ou sans le concours d'un ventilateur. Pour augmen- 
ter la surface, on fait parfois usage de tubes ondulés ou 
tordus. L'eau est guidée sur la surface extérieure par une 
hélice ou un treillis en fil de fer ou grâce à diverses dis- 
positions. 

Ces appareils ont été décrits dans la Revue de Méca-- 
nique (1899, 1" sem., p. 524), d'après une communica- 
tion de M. Oldham à Y Institution of Mechanical Engi-- 
neers de Londres. La dépense totale d'eau n'est guère 
que les 7 dixièmes de ce qu'elle serait sans la conden- 
sation. 

Par exemple, un condenseur Ledward,. installé k 
Ixmdres (usine électrique de Kensington) pour condenser 
9.WX) kilogrammes de vapeur k l'iieure, se compose» d*» 
tubes longs de 1",50 avec un diamètre de ir^b nnn a i'iiii» - 
rieur. Le vide est de 580 k 680 mm de meicure. Un con- 
denseiu* Fraser, installé k Londres pour le chemin de IVr 
électrique cle Waterloo, se compose do. tubes longs de 
5*^,45, avec diamètre de 75 mm, arrosés d'eau et rece- 
vant l'air de ventilateurs. Un condenseur Thiesen, pouvant 
condenser par heure 6 mètres cubes d'eau, occupe, d'après 
le constructeur, 9,3 mètres carrés, sur une hauteur de 
ir",20, emploie 10 mètres cubes d'eau de circulation par 
heure et absorbe une puissance de 10 chevaux. 



(•) Voir notaïuiiient Kevu** de Mécanû^ue, ISîH, p. 8l:i, et isyîK !«' sem., 
p. 225. 

Tome 1, 190-i. 6 



82 REVUE DE LA CONSTRUOTlO>î DES MACHINÉS 

D'une nianioro générale, l'auteur du mémoire sur ces 
appareils conseille une surface de 6 mètres carrés pour 
condenser par minute 1 kilogramme de vapeur. 

Dans Taéro-condenseur Fouclié, cité à propos de 
l'Exposition de iHS9{A7walesdes Mines, H"" féerie, t. XVIII, 
p. 475), l'air seul était employé au refroidissement des 
tubes; mais l'appareil était destiné, en outre, à servir au 
chauffage des ateliers. 

Les applications des condenseurs à jet, tels que celui 
de Kœrting, paraissent assez limitées, sans doute parce 
qu'elles exigent beaucoup d'eau et ne donnent pas un très 
bon vide. 

On trouvera dans le travail déjà rite de M. Abraham 
{Anna/cs des Mines, 9" série, t. XIX, p. 323) quelques 
détails sur ces appareils, ainsi que sur le condenseur Weiss, 
à pompe à air seul, déjà cité dans la notice faite à la suite 
de l'Exposition de 1889 [Annales des Mines, 8* série, 
t. XVII, p. 544j(*). 

Il ne semble pas qu'il y ait de dispositions nouvelles 
importantes à signaler au sujet des condenseurs à sur- 
face, employés en mer et quelquefois à terre, quand on ne 
dispose que d'eau impropre à l'alimentation des chau- 
dières. 

Le condenseur porte habituellement un indicateur de 
vide, qui montre la différence entre la pression de Tat- 
mosphère à l'extérieur et la pression à Tintérieur de 
l'appareil. Cette indication est incomplète, car il faudrait 
mesurer, en outre, la pression atmosphérique, pour con- 
naître la pression réelle dans le condenseur; en pratique, 
c'est surtout quand une machine est installée dans une 
station d altitude élevée que la pn^ssion atmosphérique 



(*^ Cet appareil est décrit dans un récent ouvrage de M. Weiss, Â'ow- 
densafion (Berlin, J. Springer), qui existe à la bibliothèque de TÉcoie 
nationale supérieui'c des Mines. 



KN L*AN 1900 83 

s*écarte notablement de la moyenne admise d'habitude. 

Ce modo de mesure est, d'ailleurs, peu clair pour beau- 
coup de personnes, et il ne correspond plus au mode de 
fonctionnement des machines, où Tatmosphère ne joue 
aucun rôle. 

Il serait préférable de uionter sur les condenseurs de 
simples manomètres indiquant la pression absolue qui y 
règne ; ces manomètres devraient, d'ailleurs, être gradués 
en grammes par centimètre carré et non en millimètres 
de mercure. 

On peut objecter que la même observation s'applique 
en principe à la mesure de la pression effective des chau- 
dières ; cela est exact; mais, en pratique, Teffet des va- 
riations de la pression atmosphérique est insignifiant à 
coté de la pression des chaudières. 

Le Congrès de Mécanique appliquée, tenu à Paris 
en 1900, a émis le vœu « que, dans les moteurs à pres- 
sion, les pressions qui s'exercent sur les faces du piston, 
tant à l'admission qu'à l'échappement, soient exprimées 
dans l'unité métrique, c'est-à-dire en kilogrammes abso- 
lus par centimètre carré (*). » 

CHAPITRE VIII. 
PRODUCTION DE LA VAPEUR. 

Dans la transformation du pouvoir calorifique des com- 
hustibles en puissance motrice, la production de la va- 
peur reste toujours la partie la plus difficile à bien régler : 
des écarts assez considérables peuvent se produire dans 
l'utihsation du combustible sans qu'il soit facile de les 
éviter. La mesure des quantités de combustible consoni- 

(*) Congrès international de Mécanique appliquée (en 1900j, t. H 
{Séances du Conyrès)^ p. 81. 



84 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINÉS . 

mées et de vapeur d'eau produite permet seule de bien 
contrôler la marche des générateurs. 

Sur les essais de chaudières et la comparaison des 
divers types, on consultera utilement l'ouvrage de M. Bryan 
Donkin, the Heat Efficiency of sieam boilers : land^ 
marine^ and locomotive (Londres, 1898) (*). 

Désignation des chaudières. — 11 existe tiois grandes 
catégories de chaudières, celles à grands corps, à tubes 
parcourus par les gaz chauds et à tubes chauffés exté- 
rieurement, auxquelles s'ajoutent des appareils intermé- 
diaires. Plusieurs noms différents sont employés couram- 
ment pour désigner les chaudières à tubes, suivant qu'ils 
sont chauffés intérieurement ou extérieurement. Pour 
faire cesser Tincertitude de ces désignations multiples, le 
Congrès international de Mécanique appliquée, tenu à 
Paris en 1900, a émis le vœu : 

« Que les dénominations ci-après soient généralement 
adoptées : on désignerait sous le nom do <* chaudières à 
tubes de fumée » les générateurs à tubes baignés par 
Teau à Textérieur et parcourus intérieurement par les gaz 
de la combustion (type locomotive) ; 

« (■haudières à tubes d'eau », les générateurs formés 
de tubes conlonant l'eau à l'intérieur et léchés extérieu- 
reJiientpar les gaz; on les distinguera, s'il y a lieu, en 
chaudières à gros tubes d'eau (types Belleville, de Naeyer, 
Babcock et Wilcox, etc.) et chaudières à petits tubes 
d'eau (types Tliornycroft, Normand, etc.). 

« Les chaudières comportant à la fois des tubes à eau 
et des tubes à fumée (ancien type Roser) ou composées 
d'élémentsdivers, seront dénommées «chaudières mixtes. » 

On consultera avec fruit, sur les chaudières, la Méca- 
nique à l^ Exposition de 1900, 2" livraison [les Chaudières 

(*) Bibliothèque de l'École nationale supérieure des Mines. 



lu 



EN l\n 1900 85 

à vapeur pour Findustrie et la marine^ par Ch. Bellens) 
et l" livraison [les Installations mécaniques de F Exposi- 
tion^ par G. Eude) ; die Dampfkesselaufder Weltaustel- 
lung in Paris 1900, par le professeur von Dœpp [Protokol- 
len des St-Petershurger Polytechnischen Vereins, n° 8, 
1900) ; L.-E. Berlin, Chaudières marines (2* édition, Paris, 
1^)02); une communication de M. Walckenaor au Congrès 
international de Mécanique appliquée en 1900 (t. III, p. 41) 
sur les Chaudières à tubes d'eaUy étudiées surtout au point 
de vue de la sécurité ; les Chaudières à petits éléments ^ 
classification, rendement, fonctionnement, par M. Brillié 
[Congrès international de mécanique appliquée, 1900, 
t. I, p. 387). 

Chaudières à g^nds corps. — La chaudière à bouilleurs, 
généralement employée autrefois eu France pour les ins- 
tallations fixes, se construit rarement aujoiu-d'hui, ou du 
moins on en augmente la surface de chauffe par des tubes 
à fumée (générateurs dits ,vy//iî-/î/Aw/a/r^.<; voir ci-après). 

Parmi les 151 chaudières exposées à Paris, en 1900, 
figurait une seule chaudière à bouilleurs, construite par 
Crépelle-Fontaine, et composée de deux corps cylindriques 
reliés par un réservoir do vapeur transversal, et portant 
chacun un bouilleur. Dos émulseurs y étaient disposés 
pour faire circuler Teau. 

La chaudière à un foyer cylindrique intérieur (chaudière 
de Cornouailles), ou à deux foyers (chaudière de Lanca- 
shire), et même à trois foyers, se construit encore souvent, 
notamment en Angleterre, en Allemagne, on Russie. Pour 
les pressions élevées, on emploie parfois les foyers ondulés 
de la marine. L'Exposition de 1900 renfermait, dans la 
section russe, de tels générateurs d'une exécution extrê- 
mement remarquable. Les tubes Gallowai/, placés dans 
les tubes foyers, augmentent la surface de chauffe. 

A l'Exposition de 1900, la maison allemande Pauksch 



\ 



86 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 

et C** avait présente deux chaudières de Cornouailles 
accouplées avec carneau commun entre elles, pour une 
pression de 12 atmosphères. Avec une pression élevée, 
cette combinaison présente certains avantages sur la 
chaudière unique à deux foyers intérieurs. 

La fabrique russe de Fitzner et Gamper avait exposé 
une chaudière de Lancashire fort bien construite, tra- 
vaillant à 12 atmosphères, avec tubes d'eau cintrés 
présentant quelque analogie avec les tubes Galloway. Les 
foyers étaient construits en tôle ondulée, les ondulations 
étant obtenues en chauffant suivant un cercle une virole 
cylindrique remplie d'air comprimé à 6 atmosphères et 
soumise à Faction d'une presse hydraulique dirigée sui- 
vant son axe. Pour régulariser la chauffe circulaire, la 
virole reçoit un mouvement de rotation. 

Les générateurs Galloway, fonctionnant à la pression 
de 10*'",5, se retrouvent à TExposition avec leur disposi- 
tion ancienne de deux foyers intérieurs prolongés par un . 
conduit de forme aplatie, traversé par une série de tubes 
d'eau. 

Comme exemple de chaudière à trois foyers intérieurs, 
on peut citer celle qu'avait exposée en 19<X) E. Bor- 
ninghaus, de Duisburg. 

Chaudières à tubes de fumée. — La chaudière tiihulaire 
ou à tubes de fumée continue à être seule emi)loyée pour 
les locomotives, qui ne sont pas étudiées dans la présente 
revue (*). Dans la marine, on a renoncé au type locomotive 
après l'avoir employé pour des torpilleurs. Tomme géné- 
rateur fixe, la chaudière type locomotive est quelque- 
fois employée ; mais elle est im peu trop compliquée et 



(*) Une chaudière de locomotive à tubes d'eau vient d'être proposée 
en Angleterre par M.Druinmond, ingénieur du Aon^/o/* and South West- 
ern Ry, (Voir Revue de Mécanique^ décembre i901, p. 705). 



EN l'an 1900 87 

coûteuse pour cette application. Cotte forme convient bien 
pour des locomobiles. Mais, pour cet emploi, surtout quand 
les dimensions sont un peu grandes, on préfère, on général, 
les chaudières cylindriques à foyer intérieur, avec tubes 
à la suite du foyer ou bien en retour. 

Avec cette dernière disposition, les tubes étant fixés 
à une extrémité sur la chambre que prolonge le foyer, 
et, à l'autre, sur la tùle de façade de la chaudière, tout 
le système intérieur peut être relié seulement à cette 
tôle de façade. Cette t6le étant réunie à renveloppe exté- 
rieure par une coiu*onne de l)oulons faciles à démonter, 
Tenlèvement du système intérieur, pour la visite et le 
nettoyage, est rendu facile. C'est la disposition de Thomas 
et Laurens, souvent encore imitée. 

Comme grand générateur fixe, on emploie souvent en 
France la chaudière dite semi-tubulaire, construite no- 
tamment par Meunier, par la C" de Fives-Lille, composée 
d un corps cylindrique traversé par les tubes, et de deux 
bouilleurs placés au-dessus de la grille. On obtient ainsi 
une grande surface de chauffe sans dimensions excessives. 

Les courts-circuits du fover à la cheminée et les ren- 
trées d'air peuvent encore se produire» avec ce type do 
chaudière. 

La f\ij, 56 est une chaudière à foyer intérieur, avec 
tubes dans le prolongement, chauffée au gaz de haut 
fourneau. 

Dans le type représenté jig, 57, le foyer intérieur est 
supprimé. 

La disp<^sition allemande do Tischl)ein, peu connue en 
France, était présentée à rExpt)sition de 1900 par les 
constructeurs Beminghaus et Fotzold : elle se compose 
d'une chaudière à foyers cylindriques intérieurs sur- 
montée d'un corps tubulaire, la chaudière inférieure et 
le corps supérieur ayant souvent dos plans d'eau séparés. 
La vapeur produite dans la chaudière inférieure est ame- 



88 RKVUK DE LA CONSTRUCTION DBS MACHINES 

1100 ilans le rorps supérieur par un tnyaii qui en traverse 




la masso d'eau, tandis quejrcau coule du corps supérieur, 
où so fait, l'aliniontation, dan» le corps inférieur, par un 



EN l'an 1900 89 

tayau qui affleure le plan d'eau supérieur. On peut dire 
que le corps supérieur agit en grande partie comme ré- 
chauffeur. 

Dans la marine, la cliaudière cylindrique à foyers inté- 
rieurs avec tubes en retour, dite souvent chaudière 
écossaise, continue à être largement appliquée. Elle est 
considérée comme la plus sûre et la plus commode, et on 
la préfère encore généralement lorsque le poids et Ten- 
roulement admissibles le permettent. Même avec de 
grands diamètres, cette chaudière se construit pour de 
hautes pressions. Par exemple, les chaudières du Deutsch- 
land [fig. 58 et 59) ont un diamètre do 5", 050; l'épais- 
seur de Tenveloppe est de 37 mm et le timbre de 15 kg; 
cela correspond à un effort d un peu plus de 10 kg par 
mm^ dans la tôle. On ne pourrait guère obtenir, avec 
ce type de chaudière, les pressions extrêmement élevées, 
atteignant 20 kg par cm-, qu'on commence à employer 
aujourd'hui. 

La chaudière renferme quelque^fois quatre foyers cylin- 
driques, le plus souvent trois, parfois deux et môme un 
seul: ces fovers débouchent dans des chambres de com- 
bustion, ou boîtes à feu, dont les faces latérales sont en- 
tretoisées entre elles et avec Tenvoloppe extérieure ; par- 
fois les parois voisines des différentes boites à fou sont 
supprimées, tous les foyers débouchant dans une boîte 
unique. Le ciel horizontal est raidi par des armatures ou 
maintenu par des tirants. Des boîtes à feu partent des 
tubes en retour, placés au-dessus des foyers et débou- 
chant dans ime boîte k fumée rapportée contre la façade. 
Le nombre des foyers est justifié par la préférence qu'on 
donne aux diamètres modérés, compris entre 0",90 
et i-,20. 

Les chaudières k double façade dérivent de deux chau- 
dières pareilles accolées dos k dos, dans lesquelles on a 
supprimé les deux fonds contigus, qui deviennent inutiles. 



^ 

i 



90 REVCE DE LA CONSTROCTION DES MACHINES 

On peut également supprimer les parois parallMes voisines 
lies < lianibrev de combustion, iiuc inêmo chambre servant 




i doux foyers opposis L cononiie île poids et d'empla- 
.emciit est importniite La distante outre les doux fonds 



EN l'an 19(30 91 

plats étant plus grande, la fatigue» de lenveloppo cylin- 
«Irique peut être un peu plus grande. 

Comme exemples de constructions récentes de ces types 
«le chaudières, les fig. 58 et 59 représentent les chau- 
dières à quatre foyers, type simple et type double, du 
paquebot Deutschland, 

Le montage des tubes à fumée se fait généralement 
par mandrinage ou dudgeonnage(*) dans des trous légère- 
ment coniques vers Textérieur des plaques. La conicito 
correspond à celle de la broche du dudgeon. On peut 
aussi monter les tubes dans les trous cylindriques, en 
employant des galets coniques qui compensent la conicité 
do la broche centrale. 

Souvent on complète Tassemblage en rabattant la por- 
tion du tube qui dépasse la plaque, à Textérieur. Enfin, 
l'addition de viroles ou bagnes consolide le montage, et 
permet de resserrer les tubes si des fuites se produisent. 
La conicité des trous est utile pour le bon fonctionne- 
ment des viroles. Les bagues ont le défaut do réduire la 
section de passage des gaz à l'extrémité des tubes ; mais 
il est souvent assez difficile de s'en passer pour les 
assemblages fortement chauffés. Quelr(uefois on a dis- 
posé la virole de sorte qu'elle forme vers Tc^xtérieur une 
sorte de chapeau, protégeant Textrémité du tube contre 
l'action trop vive des flammes. 

Pour augmenter la surface de chauffe dos tubes, on les 
munit d'ailettes intérieures : tels sont les tubes Serve. Il 
convient que le diamètre de ces tubes ne soit pas trop 
petit, et ne descende pas au-dessous do &) ou 70 mm : 
autrement ils s'obstrueraient troj) facilement. Certaines 
expériences sur les locomotives montrent ({ue la surface 



(*) Le dudgeon, ainsi désigné par le nom du constructeur .in«:lais de 
cet appareil, est un mandrin où une broche légèrement conique écarte 
et fait tourner des galets en acier qui laminent le tube contre la plaque 
tabulaire. 



92 REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 

de chauffe intérieure, comptée suivant le développement 
des ailettes, est à peu près aussi efficace qu'une même 
surface de tubes lisses. 

Chaudières à tubes d'eau. — Les chaudières à tubes 
d'eau sont très fréquemment employées dans les installa- 
tions fixes, et sur.mer, parles marines militaires ; pour les 
bâtiments de commerce, c'est encore la chaudière dite 
écossaise qu'on préfère généraleiueni. Les chaudières à 
tubes d'eau étaient en grande majorité à l'Exposition de 
Paris, en 1900. 

La chaudière Belleville continue à être souvent appli- 
quée. Dans la marine, elle est habituellement surmontée 
d'un réchauffeur qui abaisse la température des gaz re- 
jetés dans la cheminée (*). Elle se range dans la catégorie 
des chaudières à circulation /imitée, car il semble que 
l'eau qui pénètre dans les tubes chauffés s y vaporise à 
peu près en totalité. La solidité et la bonne construction 
de cette chaudière en rendent l'emploi assez commode. 
Ainsi que dans toutes les chaudières à tubes d'eau, les 
tubes sont parfois exposés à une détérioration assez ra- 
pide, surtout dans le service à la mer(**). 

Dans les autres chaudières à gros tubes rectilignes, les 
différents tubes sont parcourus par des courants paral- 
lèles au lieu de former des serpentins, comme dans le gé- 
nérateur Belleville ; ils sont aussi généralement plus 
longs que dans ce générateur, où les tubes sont tout 
entiers au-dessus do la grille. Los diverses chaudières de 



(*) On trouvera dans le liuUetin de la Société (Venconragemeiit, année 
1899, p. 1370 et 1483, des exemples d'installations de chaudières BeUe- 
ville sur des bateaux. 

(**) L'emploi très étendu de la «chaudière Belleville par la marine bri- 
tannique % donné lieu récemment à des discussions prolongées dans la 
presse technique anglaise. Voir notamment Engineering (1901, !•' sem., 
p. 341, et 2' sem., p. 121, etc.) eiThe Evgineer MOOl, 1*' sem., p. 673; 
2* sem., p. 70, 231, etc., etc.). 



EN l'an 1900 




94 REVUE DE LA CONSTRUCTrON DES MACHINES 

ce genre sont, on outre, caractérisées par la nature des 
pièces de communication, sur lesquelles s'assemblent les 
deux extrémités des tubes, par la dimension plus ou moins 
grande du corps cylindrique supérieur et par les divers 
détails de construction. Parmi les appareils de ce genre, 
on peut citer les générateurs de Naeyer, Babcock et Wil- 
cox [fig, 60), Rpser ; dans les générateurs Buttner, Ma- 
thot, de la Société française de constructions mécaniques, 
Pétry-Dereux, Simonis et Lanz, Steiumliller, Fitzner et 
Gamper, les tubes réunissent deux caisses plates formant 
lames d'eau. Cette disposition paraît actuellement en 
faveur ; elle permet d'offrir à l'eau et à la vapeur des 
passages plus grands que les communications formées 
d'assemblages de pièces multiples. Dans les chaudières 
Bary, les tubes^ réunis par groupes de 19, sont aserablés 
aux deux extrémités sur deux tambours en tôle(*). 

Les chaudières à tubes fermés à une extrémité avec 
tube intérieur pour diriger Li circulation, imités du tube 
Field, sont assez nombreuses. A ce genre appartiennent 
les générateurs Collet, Durr, Niclausse, Montupet (décrits 
dans le Bulletin de la SociiUé (T encouragement ^ 1901, 
p. 317; voir aussi, sur le générateur Niclausse, ibid,^ 
1899, p. 169), le générateur de la Société des; chau- 
dronneries du Nord de la France, Ces générateurs sont 
employés non seulement dans les installations fixes, mais 
largement par les marines militaires, notamment le géné- 
rateur Niclausse. 

Les générateurs à petits tubes de fumée droits ou cin- 
trés ont été créés pour les besoins des marines militaires ; 
ils ont été employés d'abord pour les torpilleurs, puis pour 
de grands bâtiments. On les désigne sous le nom de 
chaudières express. Quelques applications en ont été 



'*) Voir HeUens, Chaudièrps à vapeur pour Vindusirie et la marine 
(dans la Mécanique à V Exposition de 1900, 2" livraison, p. 60). 



EN L*AN 1900 



95 



faites à terre. A ce genre appartiennent les chaudières 
Yarrow (^g'. 61), Normand, Tliornycroft [fig. 62), Du- 




FiG. 61. — Chaudière Yarrow (d'après la Revue de Mécanique, juin 1898, 

p. 642). 

temple {fig. 63). Ces générateurs se composent d'un 
collecteur supérieur et de deux collecteurs inférieurs, 




II 



• • • • 

:::::: 









•îf::. 



1 S 



M^mniwgm 'i 







\r 



Fio.62 — Chaudières Thornycroft, à une grille et à deux griUes ; coupes 
t-jc, y-y, x'-x\ X-A^ et B-B (d'après la Revue de Mécanique^ jan- 
vier 1898, p. 102). 



réunis par les tubes chauffés, et aussi par de gros tubes 
(le retour soustraits à Tactiou du foyer. Dans la chau- 



96 REVDE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 

tliére de Thonijcroft, les tubes cliauffés débouchent 

au-dessus du plan d'eau, dans le collecteur supérieur. 




Fie. 63. ~ Chaudière Dulemple (d'après la Rfvtie rie M^caniyur, 
féïrier 1898, p. 209). 



Chaudi6reB mixtes. — Les chaudières Meunier et l'îsch- 




bein, décrites dans le paragraphe des générateurs tubu- 



tS L AN lî*» 07 

laire*. rentreraient plusexaoïemeni dans la oati-irorio dos 
gènêrateors nûxies. La ihaudu'îv Mao IV»naKl />v. i>i 
présente dt-< tulles à fumée, pan*iiunis par los gaz a la 
5«'»rtie .iu foyer, et îles j[uî>es •l'eau, places sur le paivours 
ultérieur des ffaz. 

On peut encore citer certaines chauilieres oîi de irivs 
tubes d'eau sont traversés par des lubi'S à funiêe conoei;- 
iriques. 

Cirenlation de Tean dans les chaudières. — La circula- 
lion de l'eau dans les chaudières, suriout dans les chau- 
dières à tubes d'eau, est d'une grande importance. Les 
dispositions qui assurent une circulation active, de soite 
qu'un excès «l'eau accompagne la vapeur formée et rafraî- 
chisse constamment les surfaces métalliques, ont évidem- 
ment un grand intérêt : mais ces dispositions sont kàn 
d'être complètement réalisées dans tous les types de 
chaudières. 

Depuis quelques années, la question a été rohjel de 
plusieurs études théoriques et expéiimeutales. On peut 
filer notamment une série d'articles tians le j<»urnal ihr 
Enfjineer^ aimée 189(5, des travaux de M. Hrillié dans A* 
(/^'/è/V cir// (décembre 18U7 à octobre 181M) et dans sa 
tommunication pn!»citée au Congrès de Mécani(pie appli- 
quée en 1900, de M. Walckenaer dans la Hvviie de Mna- 
ni/fue ^février 1897, p. 143j, de M. Chasseloup-Lanbat 
dans le Bulletin de la Société des Inyénieurs rit ils dr 
France (avril 1897), de M. Bellens dans son Traité drs 
chaudières à vapeur et dans la lirrtir dr Mémniqur (en 
novembre 1899, p. 484). 

M. Brlill a étudié expérimentalement la circulation à 
l'aide d'une sorte de tube de Pitot engagé dans la chandii're, 
[Revue de Mécanique^ janvier 19<)2, p. (30). Dans le type 
de chaudière qu'il a essayé, il a trouvé que la circulation 
était irrégulière et .variait beaucoup avec l'activité du ftni. 

Tome 1, 1902. 7 



ys 



KHVLJO HIC I.A rOSKTIircriON UKS 



Des tubes verliMux, Je dîanièlro assez petit pour «[ue 
les bulles de vapeur les remplissent eoniplèteiucnf; eii 
séparant des troiiijijns de coloiuies liquides, provoquent 
une circulation active; de tels tubes sont employés dans 
1 eniulseiii- Duliiau {ftij. GTi), qui w'apjiliqiie à différents 
types de chauftières. 




"W?~ 




— Emulsuur nubiiiii, dans i 
(dnprés lu Heriif rie MM 



chRiidièrc Itabci-CL cl Wilcov 
•lue. jnnvicr 1 100 |> 91) 



L'ne circulation iusnftisanto réduit la production de 
vapenr et ex]iose les fôIeH ou les (nlios à des avaries par 
surchauffe. 



Orilles, foyers. — I,cs firitles spécialemenl disposéca 
pour brfiler des coiuinHtibles nieiius et fie qualité infé- 
rieure, connue les escarliilles qui s'a<Tuniuleut ilans la 
boite à fumée des locomolives, ont un certain iiiti-riH, et 
sont assez souvent appliqnéos. ('os grilles nV.ut que de 
peliles ouverlurcs, el elles conipnrli'ul souvent une insuf- . 
Ilutiou d'air par jets de Viqicur ou pai' veniilaleur. Ou . 
|icut citer entre autres les foyoï's Kudiirzel Mcldruni. 

1,1' tirafïc forcé ])ar aspiration, mais sans qu'on cherche 
à olitonir des combusiions ires actives, reçoit quelques 



KN LAN 19ÛÔ 



99 





applications. Le système Pratt consiste en une trompe 
ifiy, 66) alimentée par un ventilateur : moyennant une 
faible dépense de puissance motrice, il permet de substi- 
tuer à une grande cheminée en briques une 
cheminée en tôle beaucoup phis petite. 

Dans la marine, le tirage par aspiration 
d'un ventilateur que traversent les gaz 
chauds a été assez souvent appliqué depuis 
quelques années : c'est ce qu'on appelle le 
tirage induit. 

Une disposition d'un grand intérêt consiste 
à échauffer Tair destiné à la combustion 
aux dépens de la chaleur perdue des gaz de 
la combustion. Au point de vue de l'écono- 
mie de combustible, il importe que les gaz 
soient rejetés à une température aussi basse 
que possible : déjà le chauffage méthodique 
de Teau, c'est-à-dire Temploi de réchauffeurs 
d'eau d'alimentation, est un moyen pour 
abaisser la température des gaz plus qu'à 
l'aide d'une même surface totale de chau- 
dière proprement dite. Pour chauffer l'air, il 
suffit de surfaces métalliques très minces, 
parce qu'elles n'ont pas de pression à supporter ; ces sur- 
faces paraissent d'ailleurs souvent plus efficaces que ne 
l'indiquent les coefficients onlinairement admis pour la 
transmission des calories, coefficients d'ailleurs peu précis. 

Sous réserve des difficultés pratiques qui pourraient 
provenir de l'emploi de l'air très chaud, il semble qu'il y 
aurait économie, surtout au point de vue du poids total 
des appareils, à réduire la surface de la chaudière et des 
réchauffeurs en développant suffisanmient la surface de 
chauffe de l'air. 

En pratique, les systènjes Howden et EUis, applicpiés 
dans la marine ^ ont procuré une certaine économie de 



Ficî. 6r.. 

Tirage par 

aspiration 

Pratt 

(Voir le Génie 

civil du 

29 janv. i898, 

p. 213). 



100 



KEVDK 1>E LA CONSTRUCTION DES MACHINES 



combustible. Dans le sva(<'iiic Ilowdcii, l'air est rc^foulé 
juir- un vcutilatciirdaiis Ifsi-emli'iei-s, apivssV'tivcliuiiffé. 
DaiiH l'aii|iareil Ellis, l'air osl appok- h travers l'appai-eil 
rortiauffour, le loyer et !a cliamiière, par un ventila- 
teur aspirant, proiluisant le tirage iniliiit. 

Lî» fiff. 67 représente le récliaiiffenr d'air Fraser, ap- 
pliqué à 11» g(5nératoiir fixe. 







P li 



Dans la phij iit d s iti itididO'- h\e-~ les pi? i.liiui)s 

drciiloiit, an n < in-- lenlaiit une paific k lourtnjd 
(laiis (les canu un\ mu nli i lU t u\ i k j pes e\tei icni i s 
en briqnes. Lts hs-iuns k-. m i mn in^ letnenl (kunii 
lieu à lies peitet k ga/ cIiukK 1.11 ks louih iirimls 
se rendant rlircrti iiienl i li Llieniii ce fe.11 oiitn il se 
produit l'réqiicnnin,nt des leifrcis 1 m impoitnit s au 
(|iii vient iiiiitiliiiionl se liuiff<i aux d<]in dis pi dnits 
de la combustion Ces iitc niMuieuts \is(cnt suiloutdiiis 
les cliaiidii'res a fuiii e\tiii(-iir (es ionti((s d au )i t 
été signalées 1 11 M S1.I11 idt dnedcui le 1 \sso( iilion 
des PropriéfaiiLs d ijpiinK i\d|<ur(Ie!a S 1 111 < il L 
l'Oise. 

Charg^ement mécanique du combustible. — On trouve aux 
Etats-Unis et eu Angleterre des eynmplfîs de distributiou 



EN i/an 1900 lOl 

méranique du combustiblo, nntaminont «laiis ^\^^ hatteiios 
il'un grrand nombre de chan<lières. En France, ces appa- 
reils ne sont pas très répandus, et ne paraissent pi\^ 
entrés dans la pratique couranlf*. En regard dos services 
évidents qu'ils rendent, il faut considérer les dépenses 
d'installation et d'entretien qu'ils exigent. On leur re- 
proche aussi, d'une manière générale, de ne pas bien se 
prêter ii des allures de marche très variables. 11 semble 
Ci^pendant que la question soit assez importante pour 
qu'on s'en occupe plus qu'on ne le fait. A titre (rexemple 
d'appareil de chargement assez simple, applicable à des 
chaudières isolées, on peut citer celui de Dulac, décrit 
dans le Bullptin de la Société d'onconrageuiPiit pour 
ritif/fts/rie nationale (année 1894, j). 326). 

On a repris depuis quelques années un procédé ingé- 
nieux, qui avait été autrefois essayé par M. Ci-ampton, la 
pulvérisation préalable du charbon : le chai])on réduit 
en poudre fine bride à peu près comme un jet de gaz. 
Parmi les appareils employant ainsi le cliarbon i)ulvérisé, 
on peut citer ceux de Wegener [lier ne de Méraniffae^ 
juin iH08, p. 627)) et de Scliwartzkopflf. 

Dans les batteries de plusieurs chaudières, il convient 

de prévoir des dispositions pour l'enlèvement facile des 

résidus de la combustion. 

Pumivorité. — La suppression des fumées n'a pas 
oncore été réalisée d'une manière bien satisfaisante, 
et beaucoup d'industriels sont encore enclins h penser 
que, pour produire peu de fumée, il faut faire charger 
'les charbons peu fumeux par des chauffeurs soigneux. 
Cependant, à la suite d'un très important concours orga- 
nisé par la Ville de Paris, la Commission chargée du con- 
cours a pu déclarer qu'il existait des procédés efficaces 
pour atténuer, dans une large mesure, l'intensité des fumées 
industrielles, et que ces procédés étaient d'un usage pra- 






102 rkyi3e*:de' LA construction des machines 

tique, biêii-qu'aucun des nombreux appareils essayés n'ait 
^.-.^onné des résultats complètement satisfaisants. 
•/:.'/•'• La Revue de Mécanique (*) a publié le compte rendu, 
• ' par M. Hirsch, de ce concours ; ce compte rendu décrit 
un grand nombre d'appareils, ainsi que les essais auxquels 
ils ont été soumis. Il indique un procédé fort simple 
pour l'appréciation des fumées, classées en cinq catégo- 
ries. Un tableau résumant les principaux essais de la 
Commission a été dressé par M. Bryan Donkin (Voir 
Revue de Mécanique^ décembre 1898, p. 063). Le même 
auteiu' a publié dans le journal (he Engmeer (1901, 
1" sem.) un intéressant résumé de la question de la fumi- 
vorité(**}. 

Surchauffeurs. — Les appareils pour surchauffer la 
vapeur sont quelquefois installés k côté des machines, 
avec un foyer spécial. Cette disposition peut évidemment 
avoir quelque avantage quand les moteurs sont fort éloi- 
gnés des chaudières; mais l'addition d'une chauffe spé- 
ciale est une bien grande sujétion. Le plus souvent, le 
surchauffeur fait corps avec le générateur de vapeur. 
Parfois il est chauffé par les chaleurs perdues des gaz, à 
la suite de la chaudière proprement dite; mais cette dis- 
position est critiquable, puisqu'on place en contact avec les 
gaz les moins chauds l'appareil où la vapeur doit atteindre 
la température la plus élevée. En principe, il convient 
que le surchauffeur soitentouré de gaz encore bien chauds, 
sans toutefois que la température en soit assez élevée 
pour le détériorer. 

On trouvera de nombreux détails sur ces appareils 
dans rétude importante sur la surchauffe que M. Sini- 



(♦) 1898, 1*' sem., p. 337 et 605 ; 2' sem., p. 283 et «48. 
(**) Ce résumé a été réioiprimé en une brochure spéciale (Bibliothèciues 
de 1 École nat. supérieure des Mines, du Conservatoire des Arts et Métiers). 



EN LAN 19(H) 103 

gaglia a publiée dans la fie vu fi de Mécanicjufi (*i et dans 
un travail tout récent de M. Abraham, dans les Annales 
des Mines (juillet 19<3i, p. 59). La chaudière Babcock et 
Wilcox, représentée fig, 60, est munie d'un surchauffeur. 

Tayanteries. — Surtout quan<l elles dess(Tvent d'impor- 
tantes batteries de chaudières, et spécialement à bord des 
navires, les tuyauteries demandent à être étudiées etexé- 
cutées avec grand soin, car la rupture d'im tuyau est 
fort dangereuse et a parfois causé de terribles catas- 
trophes. 

On trouvera dans la Revue fie Mécanique (avril 1899, 
p. 416) l'analyse d'une note de M. Milton sur les tuyau- 
tories dos machines marines : l'autein* y préconise l'em- 
ploi du fer ou de l'acifM' doux de préféren<*e au cuivre. 
Le Uulietiu de la Société d'encouragetnent pour F indus- 
trie nationale (mai 1898, p. 633) donne d'intéressants 
détails sur l'altératiou de la brasure d(*s tuyaux. On 
tnjuvera dans la /.eitschrift des Vereines deutscher Inge- 
meure {21 octobre 1900) les règl(\s tracées pour les 
tuyauteries de vapeur par l'Association des Ingénieurs 
allemands (**). 

Alimentation. — L'alimentation <les chaudii'res est sou- 
vent assurée par des petits chevaux, aux(juels s'appli([U(» 
trop souvent l'observation faite relativenuMit aux moteurs 
des condenseurs indépendants : ces moteurs consomment 
une quantité exagérée de vapeur. Les injecteurs sont, 
dans bien des cas, plus avantageux; mais il faut remar- 
«juer qu'ils ne donnent toute leur économie (|ue si l'eau 
d'alimentation est r(»foulée dans une chaudière propre- 



(• Année IS'.n, p. 213, .'{3:{. :;:^(;. 121, l»il, ll3(i; aiinre is«»s, l- s«mii., 
p. 4:j. 2:î3. 4i:i. 

(••■ Le Oénifcicilen adi»iinô un résumé (nuuiéro du lo décenihre l'JOO, 
p. U2 . 



104 



REVUE DE LA CONSTRUCTION DES MACHINES 



iiKMil <lih\ non mnniiMlc ivrlianfTonr : en offot, rinjortour 
consomme hoaucoup do vapeur; mais cotte vapeur échauffo 
l'eau «l'alimentation : dans une ohaudièro sans rochauffeur, 
il n'en résulte aucune porte, et il est même préférable, 
au point de vue de la conservation des tôles, d'introduire 
Teau déjà chaude dans la chaudière. Mais on dépense 
moins de combustible en échauffant l'eau dans un ré- 
chauffeur k l'aide de la chaleur penluc. En outre, pour 
qu'on puisse se servir de» l'injeeteur, l'eau d'alimentation 
doit être froide ou, du moins, ne pas être à une tempéra- 
ture de plus de 40 à 50°. L'injecteur empêche donc le 
réchauffage préalable de l'eau k l'aide de la vapeur 
d'échapp(Mnent des machines sans condensation. 

Bien que les injectcurs soient presque toujours exé- 
cutés en série par des constructeurs spéciaux, il n'en 
existe pas moins un très grand nombre de types diffé- 
rents. On construit aujourd'hui dos appareils, un peu 
compliqués peut-être, mais d'une manœuvre extrêmement 
facile, et refoulant Teau kdes pressions très élevées, tels 
que ceux de Sellers, de Friedmann [fig. 68). 




Fia. GS. — Injecteur Friedmann (d'après la îievut? de Mécanique^ 

décembre 1898, p. GS3). 



L'injecteur k vapeur d'échappement, connu depuis 
longtemps, continue k recevoir quelques applications, mais 
sans que Temploi s*en répande beaucoup. Cela tient sans 



EN- i.'a>- 19n<:i 



105 



limito à ro qtio iii iiiaiiii'iiviv ili' I":i|>ii:in>il !■>! nii j-i'ii 
miiiils simple <\\if rfillo de coi'l;iii)s iiijt'rU'iiis iinUnatiVîj, 
ut k ce (juc la vapeiif iréi-lia|ipeim'iit soiile no siilfil p:is 




..' ni ^[<'1<-:llf.'. 



rlf-s ([lie la prRssioii dt'priHSO i un ■"> kilo^rvuiiiin-s |i,ir rcn- 
liniMre rair6, ce (|iii esl le cas de pr-esi|ii(' tmitca li-s 




'■hainUi.-rns. Lcn/ig, G!) et 70 ropr/'uruli'iit deux tyiics ri*' 
«s apitarcils. 



106 REVUE DE LA CONSTRrCTION DES MACHINES 

Le Huile fin de la Sociéfr (rencouragemenf pour fiîi- 
(lustrie nationale a publie (février 1900, p. 297) la des- 
cription (run appareil pour l'essai des injecieiirs, installe au 
Laboratoire de Tlnslitut technologique du Massachusetts. 
On trouvera dans la Revue de Mêeatiiqne (octobre 1899, 
p. 366) une note de M. Desgeans sur les injccteurs em- 
ployés par la Compagnie des chemins de fer de TEst, 
donnant do très intéressants résultats d'essai. On remar- 
quera notamment la température très élevée qu'atteint 
dans certains cas Teau refoulée à la chaudière. Cotte 
température monte jusqu'à 124°, pour une pression au 
refoulement de 15 kilogrammes par centimètre carré, 
quand l'eau d'alimentation est prise à 45*. On voit qu'on 
peut dépasser de beaucoup la limite de 85" parfois indi- 
quée pour les injecteurs Giffard. 

Les tuvaux d'alimentation des chaudières débouchent 
le plus souvent au-dessous du niveau de l'eau. Mais, depuis 
quelques années, on applique de plus en plus la disposi- 
tion qui consiste à envoyer l'eau d'alimentation dans la 
vapeur. Cette disposition parait de nature à diminuer la 
corrosion des tôles. Une circulaire du Ministre de la 
Marine, du 7 juillet 1891, l'a rendue réglementaire. Elle 
a l'inconvénient de donner lieu fréquemment à des chocs 
dans les tuyaux : la question a été étudiée en détail dans 
les Annales des Mines (9" série, t. XII, p. 513 et 533), 
par MM. Moritz et Raymond. 

Appareils divers. — M. Râteau a étudié un intéressant 
acefonulateur-rêgênrrateur pour enmiagasiner les vapeurs 
d'échappement de moteurs à marche intermittente, tels 
que les macliines d'extraction des mines. Les vapeurs 
d'échappement, a la pression voisine de celle de l'atmo- 
sphère, se rendent dans un récipient ('(mtenant des 
masses métaUi([ues convenablement divisées, (jui per- 
mettent d'ennnagasiner une grande quantité de calories. 



EN i/an 190r) 107 

Ce réservoir est destiné à aliniont(M- un moteur à conden- 
sation, do préférence une turbine à vapeur. 

Mesures de sécurité. — La sécurité est jj^arantie, d'une 
part, par les soins apportés à Tétude des chaudières, au 
choix des matériaux et au travail d'exécution, et, d'autre 
part, par une surveillance efficace, comprenant des visites 
extérieures et intérieures à intervalles suffisamment 
rapprochés. Les Associations de Propriétaires d'appareils 
à vapeur assurent ces visites et, d'une manière {j:énérale, 
contrôlent le fonctionnement des appareils d'une manière 
ijui, non seulement diminue les risques d'accident, mais 
encore contribue à des améliorations avantageuses au point 
de vue de l'économie. 

Le Gjngrès international <le Surveillance et de Sécu- 
rité en matière d'appareils à vapeur, tenu à Paris en 1ÎK)0, 
a étudié une série de questions relatives h la surveillance, 
réglementée et Ubre, des appareils, à l'établissement et 
à la construction des chaudièn^s et des tuyauteries, h 
l'hvgiène et à la sécurité des chaufferic^s, à l'épuration 
(les eaux, aux corrosions. Sous le titre iï Accidents aitx 
chaudières à vapeur^ M. Sinigaglia a publié dans la Revue 
c/p.Vf'ca/ï/^?/^, en 1899 (»t 1900, une imi)ortante étude sur 
la résistance des diverses parties des générateurs et sur 
la qualité des matériaux à employer. 

(.1 .suirre.) 



108 BULLETIN 



BULLETIN. 



aiM 



SERVICE DES LOCOMOTIVES PAR ÉQUIPES BANALES 
Par M. GILMCKI, Elève h l'École Nationale supérieure des Mines (*). 



I.C seni«^c dos locomotivos est iino question des jdus intéres- 
santes dans l'exploitation des chemins de fer. Savoir sileséquipes 
banales sont oui ou non préférables aux équipes spéciales est un 
point qui continue à diviser les ingénieurs européens. Les opi- 
nions émises sont assez diverses; c'est pourquoi nous avons 
pensé qu'il ne serait pas sans intérêt de résumer Tavis de 
(|uel(iues ingénieurs américains, qui ont récemment discuté la 
question. 

Dans la réunion du iVor//i West Raihrai/ Chih de septembre 1901, 
M. Van Alstine, du Chicuyo (ireat Western^ fait un examen dé- 
taillé du service banal. Pour cet examen, dit-il, on peut se placer 
à trois points de vue : la commodité, le rendement, et les dé- 
penses qu'il occasionne. 

Pour ce qui regarde la commodité, M. Van Alstine pense que 
les équipées banales sont de beaucoup supérieures aux équipes 
spéciales, en ce sens que les mécaniciens prennent leur service 
sans qu'on ail à leur confier de locomotive spéciale. La machine 
qui est prête la première sort, pourvu qu'elle soit d'une catégorie 
convenable, et, de plus, pendant les périodes de fort trafic, on 
peut parcourir plus de kilomètres avec le même nombre de loco- 
motives en employant des éijuipes supplémentaires. 

Quant au maintien du bon état du matériel, il semble tout 
naturel qu'il y ail plus d'avaries de machines avec les équipes 
banales qu'avec les étjuiiies attachées à une locomotive. Bien 

(*) D'après la Wiihoui Ciazeilc du 'jr; octobre iOOl. Vt»ir. dans l(*s 
Annales des Mities, une note de M. R. Saiivnge stir le môme sujet 
(8- série, t. XIX. p. 649). 



BULLETIN 109 

que l'on admette que les visites des machines marchant en service 
banal, faites j>ai des inspecteurs (jui examinent les locomotives 
au ilépût. soient exécuttMîs aussi soigneusement que par des 
mécaniciens et M. Van Alstine déclara n'avoir juicun doute à cet 
égard I, il va dans les h)comotives des défauts cachés que seuls 
les hommes «jui h'S conduisent peuvent d«''Couvrir. Les mécani- 
ciens ne s'intéressent pas, à beaucoup près, autant à leur ma- 
chint' dans le service banal que dans le service par équipes 
rtiîulières ; dans ces conditions, ou ne voit pas comment on 
pourrait éviter d'avoir plus d'ennuis avec les é^juipes banales. 
Toutefois, avec des conditions favorables de charge des trains, 
une double voie, de la bonne eau et du bon charbon, les deux 
sj^lèmes se valent à peu près. 

Pour ce qui est des frais, la surveillanc(;, c'est-à-dire la dé- 
fense occasionnée par les contremaîtres et les chefs mécani- 
ciens, est, sans aucun doute, suj^érieure avec le service par 
éijuipes banales. .Mais la surveillance est un f)etit facteur dans la 
d'-ponse lotibi. En huile, en approvisionnements, en lonhons, 
M. Van Alstine doute qu'il y ait une augmentation sensible. 
Comme main-d'œuvre, il y a un petit supplément du fait des ins- 
pecteui*s, et des hommes (jui remplissent et nettoient les 
fanaux; cela amène un ptqit suj)plément au rôle de paye, mais 
«■e supplément est difficilement appréciable. Pour ce qui est 
des réparations, on n'a jamais pu établir <|u'il y ait plus de dé- 
penses pour l'entretien iW<, machines en service banal (ju'en 
servire. régulier. La locomotive conduite par équipes banales fait 
en moyenne assez dé milles pour «lue le taux des réjiarations par 
mille parcouru soit diminué. D'apivs son expéricince, .M. Van 
Alstine ne croit pas que les réparations par mille augmentent; 
au contraire, il incline plutôt à penser que ces réparations dé- 
•:ruissent et, autant qu'il a pu en Juger, les macliines en s(M'vice 
banal parcourent à p^'u près la même distanei», entre deux vi>iles 
générales pour réparations, que les machines à équipes spéciales. 
M. Van Alstine n'a pu recueillir que peu d'informations <|uant 
ù la consommation de combustible, toutefois ces informations l'ont 
Conduit à pen.ser qu'il y a une différence d'à peu près o p. 100 
en faveur des locomotives à éijuipes spéciales. Il estime (pie 
oelte différence est plausible, et il croit (juelle existe réelh»nuMit. 
.Mais, même en admettant cette diffén^nce de ;> p. 100 sur' la ilé- 
p^u.se de charbon, si on considère que les locomotives pouvent 
]>arenurir une distance plus Ipngue de îiO |>. tOO avec les étjuipes 
banales, l'intérêt du coût d'acquisition de machines sup[démen- 



lit) nrLLETLS 

taires, pour permettre d'en donner une à chaque mécanicien, 
ferait plus que compenser l'économie de combustible. 

M. Van Alsline conclut en ces termes: « Si je me place au point 
de vue d'un ingénieur de traction, qui délirerait avant tout la 
tranquillité et la facilité du senice, je préférerais que chaque 
mécanicien eût sa machine. Mais, pour un directeur qui regarde 
de près les dépenses, il suffit d'avoir assez de locomotives pour 
faire le service quand ce dernier est le plus intensif. >» 

M. John Tonge dit ensuite que, sur le réseau du Minneapolis 
and St. Louis j auquel il appartient, on a employé depuis un peu 
plus de trois ans des locomotives conduites par équipes banales ; 
pour ce. qui regarde les avaries de toutes sortes, on ne peut pas 
dire, déclare-t-il, qu'il y en ait eu plus avec les équipes ba- 
nales qu'avec les autres; et, quant à lui, il ne croit pas que les 
retards ou les détresses soient plus nombreux avec le service 
banal qu'avec le service régulier. 

M. A. Level, du Northern Pacific, prend ensuite la parole. Il 
déclare que, sur ce réseau, on emploie quehiue peu le service 
banal par nécessité. Mais il ne croit pas que, s'il avait à choisir, 
il prendrait ce genre de service. La plupart des lignes ne pos- 
sèdent que le nombre de locomotives nécessaires pendant 
l'époque de fort trafic, époque durant laquelle toutes les machines 
doivent être mises en service. Mais, quand le trafic se ralentit, 
il ne paraît y avoir aucune nécessité à maintenir les équipes 
banales. Quand ce système est en vigueur, certaines locomotives 
sont maintenues constamment en service; il y en a, par contre, 
d'autres qui ne circulent pas du tout; cela n'est pas bon. Il est 
évident qu'il est préférable, dans ce dernier cas, d'avoir des 
hommes régulièrement attachés à la même locomotive, faisant 
chacun une partie du service avec leur machine, plutôt que 
d'avoir un certain nombre de ces machines mises de côté et ne 
servant pas. 

Des conditions locales peuvent changer beaucoup les règles à 
ado{>ter. 

Par exemple, si l'on est dans une région où IVau est très mau- 
vaise, les chaudières doivent être lavées souvent, après chaque 
voyage aller et retour : avec les grandes machines qui sont en 
service surquel(|ues lignes, il faut bien huit à dix heures pour faire 
échapper la vapeur, refroidir la chaudière, eu vider l'eau et rai- 



nULI.KTlN m 

lumer le feu; et tout iin^^canicion raisonnable aura, pendant ce 
temps, autant de repos qu'il en peu! désirer; dans de pareils cas, 
il n'y a rien à gagner avec le service banal. 

En outre, dans plusieurs régions, les locomotives en service 
sont de types divers. Parfois, pour certains trains^ par exemple 
ceux Jiui font le transit des marchandises de région à régi^m, on se 
sert de très lourdes machines compound; tandis que, pour le ser- 
vice local, on aura des machines légères à deux ou trois essieux 
couplés. Dans ce cas, si, d'une part, le ser-vice est organisé f)ar 
équipes banales pour tous les trains, et que, d'autre part, les 
mécaniciens aient à conduire aussi bien tous les trains que toutes 
les machines, ces hommesauront pour un voyage soit une lourde 
compound, soit une lourde machine simple; pour l'autre voyage, 
au contraire, ils peuvent avoir une machine légère de type tota- 
lement différent, et M. A. I.evel ne croit pas qu'il soit possible à 
un mécanicien, quel qu'il soit, de travailler aussi économique- 
ment, quand il passe ainsi d'une machine à une autre, «|ue s'il 
voyage toujours sur des locomotives de même type. <' Mais, ajoute- 
t-il, si les locomotives étaient toutes semblables, je ne vois pas 
pourquoi un mécanicien, s'il est réellement capable, ne pour- 
rait pas faire un aussi bon travail pendant un premier voyage, 
avec une machine, que pendant un deuxième voyage, avec une 
autre. •• 

M. Level résume son opinion en «es termes : « S'il est néces- 
saire d'employer des équipes banales, pour satisfaire aux ««xi- 
gences du service, pour augmenter le tonnage transporté, on ne 
doit pas hésiter à y recourir. Mais, quand le trafic se ralentit 
assez pour qu'il soit possible de donner à chatjue mécanicien sa 
machine, je crois qu'on doit le faire. » 



.M. Van Alstine reprend alors la pande pour aftirmer que, >ur 
le réseau où il a été emf»loyé d(? longues années avant d'être au 
Chicaf/o Oreat Weateni, les hommes n*aimerai(M)t pas à revenir 
aux machines personnelles, parce (jue la généjation actuelle de 
mécaniciens n'a jamais connu autre chose que la banalité; les 
mécaniciens savent le mal que donne une maelijn»' régulière, 
mal qu'ils n'ont pas actuellement; ils sont donc satisfaits de voir 
les choses demeurer telles qu'elles sont. 

Sur le Chicago Great Weatcrn, .M. Van Alsline dit que les loco- 
motives, conduites par é(|uipes banales, parcourent une moyenne 
de 7.200 kilomètres par mois; maia il paraît que, sur le réseau de 



112 BULLETIN 

Pennsylvanie, au-delà de Pillsburgh, on espère, avec le service 
banal, faire parcourir à une machine jusqu'à 13.000 et même 
14.")00 kilonièties par mois, si cela «Hait nécessaire. Dans ces 
conditions, d'ailleurs non encore réalisées, M. Van xVlstine con- 
clut que le service par équipes banales ne peut qu'être écono- 
mique, et il serait alors le seul à employer, que le trafic 
soit actif ou qu'il soit réduit, parce qu'il en résulterait un réel 
profit. 

On voit donc, par ce qui précède, que la question de la con- 
duite des locomotives n'est pas moins controversée en Amérique 
qu'en Europe : c'est pourquoi il a paru intéressant de faire 
connaître les idées de quehjues ingénieurs américains sur la 
«lueslion. 



LE GISEMENT DE MINERAI DE FER DE LA LORRAINE 113 



GISEMENT DE MINERAI DE FRR OOLITHIQUE 

DE LA LORRAINE 



Par M. Fkakçois VILLAIN, lD|;énieur au Corps des Mines. 



AVANT-PROPOS. 



Le but que nous nous proposons en puhliaiil «(^tle (Hudo 
rsi de résumer, en les groupant «l'une faron nirtluxlique, 
les ronnaissances <[u'on possède à l'heure aetuelle sur 
le gisement du minerai de fer oolithique de la Lorraine. 

La région minière que nous examinons en détail 
ombrasse environ 1K).000 hectares, tant dans Tarrondisse- 
inent de Briey, en France, que dans les régions limitrophes 
du prand-duché de Luxend)ourg et de la Lorraine 
allemande. 

Nous avons laissé de côté le bassin de Nan(\v, déjà 
très connu, et dans lequel il n'a été fait (pie peu de 
découvertes intéressantes dans ces dernières années. 

Le bassin de Briey, au contraire, n'est bien connu ([!ie 
depuis la dernière campagne de recherches de IKOUHiM). 

Chargé du service des mines en Meurt lie-et-Moselh» 
depuis 1896, nous avons pu suivre persoiuiellement un 
grand nombre d'explorations. Avant nous, M. l'Ingénieur 
on chef Cousin avait déjà réuni quantité de documents 
relatifs aux recherches effectuées de ISSIÎ à 1806, et 
ronunencé 1 étude de la topographie souterraine de la 
couche grise. Nous n'avons fait que continuer les travaux 
qu'il avait engagés et leur donner une conclusion. C'est 
Tome 1, 8* iivraiion, 190'2. n 



114 LE GISEMENT DE MtNERAl DE F'ER OOLITHIQÛÈ 

un devoir agréable pour nous de reronnailrc tout eo que 
nous lui devons dans la circonstance et de lui exprimer 
ici notre bien vive gratitude. 

Nous avons aussi les plus grandes obligations à notre 
collègue de Luxembourg, M. l'ingénieur Dondelinger, et 
à son collaborateur, M. le garde-mines Limpach, qui ont 
bien voulu, avec une complaisance à toute épreuve, nous 
documenter sur les mines du grand-duclié. 

Des indications géologiques ou j)aléontologiques fort 
précieuses nous ont été procurées par M. Tlngénieur en 
chef Rolland, MM. les professeurs Bleicher et Nicklès, et 
M. Authelin, préparateur du Cours de géologie de la Faculté 
des Sciences de Nancy. 

Il nous faudrait enfin citer presque tous les mailres do 
forges de l'Est pour remercier ceux qui ont bien voulu 
nous fournir des renseignements sur les travaux d'exploi- 
tation de mines. Nous devons mentionner d'une façon 
toute i)articulière le concours très utile que nous avons 
rencontré en : 

MM. de Wendel et leurs directeurs de mines, 
MM. Spanier et Bosment ; 

M. Cavallier, directeur de la Société de Pont-à-Mousson, 
et M. Colin, directeur des mines de cette Société ; 

M. Majer de Levait, directeur des forges de Jarville, 
M. Millerv, chef des laboratoires desdites forges, et 
M. Blanc, ingénieur des mines de Chavigny. 

Nous leur adressons, ainsi qu'a tous ceux qui ont bien 
voulu répondre à nos demandes de renseignements, nos 
remerciements bien sincères. 



DE LA LORRAINE 115 



CHAPITRE I. 
OÉNÉBALITÉS. 



SI. — Étesdik kt kks'<i»ck<'es i>r gisement. 

Le gisement lorrain a une étendue ronsidérahle qui 
intéresse à la fois le grand-duché de Luxembourg, la 
Lrjrraine allemande et la France. 

L'extrémité Nord-Ouest pénètre un peu en Belgique, 
sur les territoires de Musson et d'Halanzv, au Nord de 
Long\^\v et Gorcy. 

Ce lambeau de gisement belge est, à vrai dire, négli- 
geable et ne mérite d'être mentionné que pour mémoire 
(TO.iXH) tonnes d'extraction annuelle"). 

La production annuelle des mines luxembourgeoises, al- 
lemandes et françaises est, en ce moment (*), de 18 mil- 
lions détonnes, savoir : 

Luxembourg 6.000.000; 

Lorraine allemande T.'iOO.OOO; 

Meurthe-et-.Moselle 4.500.000. 

Dans le Luxembourg, la limite des terrains ferrifères 
passe par Rodange, Petange, Niederkorn, Differdange, 
Bel vaux, Esch-sur-Alzette, Kayl et Dudelange. Entre 
cette limite et la frontière française et allemande, le gise- 
ment est exploitable sur environ 8.00<) hectares et peut 
renfermer 300.(KX).(J(HJ de tonnes. 

En Allemagne, la limite orientale du gisement passe 
par K?mfen, Entrange, Volkrange ((> kibmiètros à Touest 
de Thionville), Erzange, Rombas, Non*oy-le-Veneur, 

(*) Année 1900. 



116 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Plappeville (5 kilomètres à rouest de Metz), Ars-sur- 
Moselle et Novéant. La ligne jalonnée par ces localités 
est à peu près Nord-Sud et suit le pied des falaises 
oolitliiques du versant gauche de la Moselle. Les frontières 
française et luxembourgeoise forment, au Sud, à l'Ouest 
et au Nord, les autres limites du gisement allemand, dont 
rétendue ainsi délimitée représente environ 43.<X)0 hec- 
tares. Il contiendrait, d'après les auteurs allemands, 
un peu moins de 2.200.<X)().0CM) de tonnes de minerai. 
Cette estimation, qui tient compte des minerais siliceux 
peu recherchés de la partie méridionale, se décomposerait 
comme suit : 

Partie septentrionale (au nord de la Fontsch) : Tonnes. 

Couche grise 1.045.000.000 

Couche brune 280.000.000 

(d'après M. Kohlmann.) 
Partie centrale, entre la Fentsch et Saint-Privat. 605.895.000 

(d'après M. HofTmann). 
Partie méridionale, entre Hombas, Saint-Privat 

et Novéant : Couche noire 21)0.000.000 

Total 2.180.805.000 

Le gisement francjais se divise en deux parties bien 
distinctes, désignées communément sous les noms de bassin 
do Briey et bassin de Nancy. Ce dernier, le moins impor- 
tant, (îst séparé du premier par une zone à peu près stérile 
d'environ 40 kilomètres. 

Il a été concédé, dans la région do Nancy, 18.536 hec- 
tares de terrains miniers, pouvant renfermer '<Î00. 003. 000 
de tonnes. 

Dans le gisement de Briey, une étendue de 43.186 hec- 
tares a été concédée (y compris la région de Longwy- 
Villerupt). Les ressources qu'elle renferme peuvent s'éva- 
luer à 2.300.000.000 de tonnes. 

La région concédée est limitée, à TEst et au Nord, par 
les frontières allemande, luxembourgeoise et belge ; à 



DE JJl lorraine 117 

rOuest, sa terminaison (autant qu'on peut l'appivcior au- 
jourd'hui par les explorations faites) est marquée par 
une lifi^ne ondulée présentant dos parties très saillantes, 
vers rOuest, à Brainville, Baronrourt, Bazailles et Gorcv. 
Le second de ces saillants pénètre dans le département 
de la Meuse (arrondissement de Montmédy); mais, à part 
cette enclave dans la Meuse, de 1.2<X) hectares environ, 
tout le bassin de Briey est compris dans Tarrondissenient 
du même nom (département de Meurthe-et-Moselle). 

Ainsi, en résumé, le gisement lorrain emi)rasse une 
étendue de plus de i('Jt).000 he<'tares de terrains miniers, 
et renferme approximativement, tant en Luxembourg qu'en 
Allemagne et en France, un tonnage de minerais qu'on 
peut évaluer h r).t)00.00<3.0<)0 de tonnes. 

Nous nous proposons, dans ce qui va suivre, de faire 
l'inventaire méthodique de cette richesse, qui intéresse à 
un si haut degré l'industrie sidérurgique. 

§ 2. — Situation géograi>hique et premier aperçu 

géologique. 

La région occupée par le gisement fait partie géogra- 
phiquement et géologiquement du bassin parisien, dont la 
ceinture Nord-Est est constituée par les massifs pri- 
maires de l'Ardenne, TEifel, le Hundsriick et les Vosges. 

Sur ces terrains anciens, on voit s'étager d'abord les 
trois termes du trias, puis les formations du lias, et en- 
suite celles derooHthe inférieure et de la grande oolithc. 
Ceux de ces terrains que nous aurons à mentionner par- 
ticulièrement sont : le lias (toarcien), le bajocien, lebatho- 
nien et le callovien. 

Relief de la région septentrionale du gisement et carac- 
tères hydrographiques. — Au pied des coteaux où se 
trouvent les affleurements du minerai de fer, s'étendent 



H8 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

des plaines formées par les assises marneuses du lias 
(supérieur et moyen). 

La plaine du Gutland, au pied de la côte Rouge, dans 
le Luxembourg, est à la cote 3(X) environ (291 k la 
station de Petange, 307 à Differdange, 292 à Escli), 
tandis que le plateau sous lequel se trouve le minerai est 
à la hauteur moyenne de 430 (cote 426 à Westenhof, 
entre Differdange et (iodbrange, 421 à Redange, 425 à 
Hussigny, 443 k Tiercelet, 434 k Bréhain). 

Ce plateau est désigné communément, dans la région 
de Longwy, sous le nom do Pays-Haut, En Lorraine alle- 
mande, il se continue sous le nom de Plateau (PAtmietz 
(cotes 449 et 426 départ et d'autre d'Ottange, 400 k Au- 
metz). De ces plateaux descendent plusieurs cours d'eau, 
se dirigeant vers le Nord, et tributaires de la Moselle, 
savoir : TAlzette, le ruisseau de Rumelange (Kaylbach) et 
le ruisseau de Dudelange. A TOuest, coulent la Chiers 
et la Moulaine, qui se rejoignent k Longwy, et sont tribu- 
taires de la Meuse. Plus au Sud, et grâce au pendage 
général du Pays-Haut, qui se fait, dans la partie française, 
vers le Sud-Ouest, on trouve la Crusnes, coulant, comme 
la Moulaine, vers TOuest, et se jetiiut dans la Chiers k 
Longuyon. 

Dans la partie allemande, grâce k la dépression trans- 
versale profonde de Fontoy, les eaux de la Fentsch 
peuvent se diriger, au contraire, vers la Moselle, dans 
laquelle elles se jettent k Thionville. 

Relief et caractères hydrographiques de la région méri- 
dionale. — Dans le versant fran(;ais, au Sud de la vallée 
de la Crusnes, le bassin de la Meuse englobe encore les 
eaux de la Pienne et de TOthain. Ce dernier ruisseau est 
séparé du versant de la Moselle par les hauteurs de Nor- 
roy-Ie-Sec, au Sud desquelles commence le bassin de 
rOrne. 



DE LA LORRAINE 119 

Ce cours d'eau est le plus important de toute la région 
minière, qu'il traverse entièrement de TOuest à l'Est, 
pourconfluer finalement dans la Moselle, entre Richomont 
et Uckange. 

Le Longeau et ITron, affluents do rive droite do 
rOrne, dans lequel ils se jettent à Conflans, arrosent la 
région située à la pointe Sud-Ouest du gisement. 

Les eaux tributaires de la Moselle ne peuvent arriver 
à ce fleuve qu en passant par des vallées plus ou moins 
encaissées recoupant des teirains dont la surface géné- 
rale présente une pente inverse de celle des eaux. Le 
sol est, en effet, près de Brainville, à la cote 200. Il re- 
monte jusqu'à 260 au voisinage do Briey. La rivière du 
Woigot, affluent de rive gauche de TOrne, charrie ses 
eaux, depuis Mance, entre deux lignes de hauteurs 
abruptes. A Briey, la vallée est très profondément en- 
caissée. 

En continuant toujours vers TEst, le plateau de Briey 
remonte encore jusqu'à l'altitude 300, qu'il atteint à la 
frontière; puis on franchit un autre affluent de rive 
gauche de l'Orne, le Conroy, qui forme frontière sur une 
assez gran<le longueur. Enfin, lorsqu'on se rapproche en 
poursuivant vers le Nord-Est de Thionville, on gravit le 
plateau qui s'étend entre Moyeuvre et Hayange, à une 
altitude voisine de 350 (cote 341 au Sud de Rangue- 
vaux, 358 à la ferme de Moreaux, 2 kilomètres au Sud 
d'Hayange). 

Entre Hayange et Brainville-en-Woëvre, la distance à 
vol d'oiseau est de 30 kilomètres. La pente générale du 
sol est donc, d'après les cotes que nous venons de donner, 
de 1/2 p. 100. Le gisement de lïiinerai a une pente 
moyenne environ 2 fois plus forte entre les mêmes points 
■cote 220 près d'Hayange, (*ote — 70 à l'Ouest de Brain- 
vUIe), soit près de 1 0/0 (PI. V). 



20 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Consistance des morts-terrains. — Sous le bois (rHayange, 
e mur de la couche grise est à 130 mètres sous le sol ; 
il est à 150 mètres près de Briey, à 200 mètres à Conflans 
et à 260 mètres à Brainville. 

La coupe des terrains peut être résumée comme suit 
en ces différents points : 

A Brainville : 

Callovien 30 mètres. 

Rathdnien 80 — 

Bajocieii 135 — 

Toarcien (jusqu'au mur de la couche 
grise) i5 — 

Total 260 m. 

A Conflans : 

Balhonien 65 mètres. 

Bajocien 120 — 

Toarcien (Jusqu'au mur de la couche 

grise) 15 — 

Total 200 m. 

A Briey : 

Bathonien inférieur 30 mètres. 

Bajocien 100 — 

Toarcien (jusqu'au mur de la couche 
grise) 20 — 

ToTAi loO m. 

Sous le bois d'Hayange : 

Bathonien inférieur 15 mètres. 

Bajocien 100 — 

Toarcien (jusqu'au mur de la couche 

grise) 15 — 

Total 130 m. 

Les épaisseurs décroissantes du callovien et du batho- 



DE IJl lorraine 121 

nien, dans ces différentes coupes, sont la conséquence 
des érosions que la contrée a subies ; tandis que le bajo- 
cien subsista à peu près complet, le bathonien et le callo- 
Tien sont limités à une surface d'abrasion qui les fait finir 
en biseau vers l'Est. 

Que ces deux étages aient existé autrefois en entier à 
l'aplomb du gisement de Briey, c'est une chose à peu 
près sûre, car Toxfordien lui-même (dont les couches en 
place ne se retrouvent aujourd'hui que beaucoup plus à 
rOuest) a recouvert ime partie de la région forrifère. Ce 
fait est attesté par des résidus de sa dênudation, consis- 
tant en gros cailloux siliceux, qu'on retrouve çà et là 
dans la campagne, et qu'on a pu rattacher a Toxfordien, 
en raison de la présence d'empreintes de Ciilaris /lori- 
gemma qui ont été observées dans dos témoins ana- 
logues recueillis auprès de Nancy par M. le professeur 
Bleicher. 

Une c^upe qui serait faite d'Ottange à Baroncourt 
donnerait des résultats analogues à ceux de la coupe 
Hayange-Brainville. La couche grise, qui est à Taltitude 
250 à proximité d'Ottange, descend gi-aduellement vers le 
Sud-Ouest jusqu'àla cote zéro, à Baroncourt. La distance 
entre les deux points étant, à vol d'oiseau, de 27 kilo- 
mètres, la pente moyenne de la couche est encore ici, 
de 1 p. 10<) environ. 

La surface du sol, constituée par le bathonien inférieur 
sur les hauteurs d'Ottange, est à peu près à 170 mètres 
au-dessus de la couche grise. A Baroncourt, oîi le sol est 
formé par le bathonien supérieur, le recouvrement atteint 
240 mètres. 

§ 3. — Choix des procédés d'extraction. 

Nécessité des puits d'extraction. — Cette rapide esquisse 
stratigraphique nous permet de voir que des puits de 200 à 



^26 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDË 

La prépondérance do rélément marneux est assez géné- 
rale ; mais elle est bien plus prononcée dans le Sud que 
dans le Nord. 



Sondage de Mars-la-Tour (DV) au Sud du bassin de 
rOrne. — Ainsi le sondage DV de Mars-la-Tour a 
reconnu une formation ferrugineuse (très pauvre) de 
27", 95, ainsi composée : 

Marnes avec taches de calcaires 15",22 

Couche marneuse ferrugineuse (dont la 

partie supérieure est zonée de calcaire). . 7 ,01 

Marne noirâtre 3 ,62 

Couche brunâtre ferrugineuse avec pyrites. . , 2 ,10 

Total 27"»,95 

La formation reconnue par ce sondage était d'ailleurs 
tellement pauvre (12 à 25 0/0 de fer seulement) qu'elle 
n'a fait Tobjet d'aucune demande en concession. 

Sondage de Moineville (AC) au centre du bassin de TOme. 
— Au sondage AC de Moineville, on a obtenu la coupe 
suivante : 

Calcaire ferrugineux avec veines sableuses. 1"",00 

Minerai rouge brunâtre (pauvre) 2 ,38 

Calcaire ferrugineux (pauvre) 4 ,13 

Minerai rouge jaunAlre (pauvre) 2 ,12 

Calcaire grisâtre avec lit de minorai d<* 

0™,72 à la base 5 ,05 

Marne bleue micacée compacte 1 ,33 

Minerai gris à grain lin (de bonne qualité).. 3 ,02 

Calcaire ferrugineux veiné de rainerai 2 ,22 

Minerai très marneux 2 ,62 

Marne gris verdâtre 1 ,60 



Total 25»,47 



bE LA LORRAINE 127 

Sondage de Mairy (BG) au centre du bassin de Tucque- 
gnieux. — Dans le sondage BC de Mairv, où la formation 
prfeente une grande épaisseur, la succession des terrains 
peut se résumer comme suit : 

Calcaire ferrugineux brunâtre 5", 55 

Marne stérile ,30 

Calcaire plus ou moins ferrugineux 4 ,55 

Calcaire gris marneux presque stérile 3 ,70 

Calcaire ferrugineux à veines coquillières. . ,95 

Minerai rowje ,90 

Calcaire ferrugineux brunâtre \ ,10 

Marne ferrugineuse 7 ,95 

Calcaire coquillier ,70 

Minerai griii de bonne quiilil»'* 3 ,70 

Calcaire ferrugineux (pauvre) 3 ,98 

Marne gris noir stérile 7 ,94 

Marne gréseuse peu ferrugineuse 2 ,30 

Minerai brun verdâtre siliceux ,86 

Total 44",48 

La composition de la mine rouge et de la mine grise 
de ce dernier sondage est la suivante : 



Mine roa^. 
Mine griie.. 



F.'r 



30 p. 100 
36 



CHhux 



13 p. 100 
11 



Silice 



9 p. KX) 



Alumine 



8 p. 100 




Sondage de Briey (FL) au Nord du bassin de TOrne. — 
La coupe suivante, du sondage FL, de Briey, représente 
un dos plus riches spécimens de la formation, au point de 
vue du nombre des couches exploitables. 



1 

i 



128 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



SONDAGE DE BRIE Y (FL). 



COMPOSITION 

de la formation 
ferrugineuse 

Toit de la formation, 
Calcaire Terrugiiieux. 
Couche rouyc 



Calcaire ferrugineux. 



éPAlMBUR 

des 
couches 



(i-, :»8 



S ,40 



,!)7 



MOR DBS COOCBBS 



Profoadeir 



122-,40 
128 ,IW 



tSi ,38 









Couche jaune 


a 


.67 


Calcaire ferrugineux. . 


3 


M 


t.'oHche grixe 


4 

m. 


JS 


Calcaire ferrugineux, . 


H 


,87 


Couche brune 


/ 


.^i 


Couche re te 


4 


,43 


Epaisseur totale 


:«■ 


,35 



133 .3:) 



Altitude 



135-,î>8 
129 ,40 



tu ,00 



125 ,03 



Fer 



43,38 



136 ,0-i m ,30 



139 ,40 



t4f ,73 



148 ,G0 



f50 ,3i 



tit4 ,7't 



34, 8i 



118 


,98 


» 


tt6 


,6-5 


.^7 


,06 


109 


,78 


M 


f08 


,06 


3f 


,94 


t03 


,63 


^9 


,56 



COMPOSmON 



Chaux 



8,*9 



lôM 



ii,09 



4,35 



19 J8 



Silice 



6,i0 



6,58 



7,08 



i9,46 
t8,79 



Alumine 



5,73 



4,96 



5,08 



7Jf 



S,i4 



Les stériles séparant les couches de minerai propre- 
ment dites sont rarement dépourvus complètement de 
fer; ils en contiennent fréquemment de 10 à 15 p. 100. 
Ci-dessous la coupe du sondage de Valleroy (Y) mon- 
trant la compositicm moyenne des divers bancs de la for- 
mation. 



DE LA l.ORRAWK 



i\), EXÉCUTÉ F--) 1883. 





— 


.„,„.,. 


Fec Chaux 


nir- 








1R-.80 

armallon 

5- 10 

i ,00 

* M 

î:J5 


5,72 .l.BS 
errugineiide. 

,i-s as 

iri.BO .34,35 


58.80 

\l:U 

3fi,lB 






Toit <le 1» 1 

C*lain puiR 

Cdnirr ftmiiintH 

mairtf^um 








H 2S 21 10 lî 75 37. 5H 
1 i:. «,S* i,47 4,9S 

3 .63 M 61 5,èl 2U,-11 
























Mur 











8 0. — DÉLIMITATION DES COUCHES EXPLOITABLES. 



Le» rouelles de minorai no sont donc pas Umjuurs sépa- 
rées bien nettement des bancs encaissants. 

Il faut faire exception, toutefois, pour certaines couches 
où le passage du minorai au stérile se fait par un chan- 
gement brusqne de la roche. On eu trouve un esemplo 
très net dans certains sondapesdes environs de Landres, 
(jLi lit coucho grise présente un toit bien franc, constitué 
piir un calcaire grossier, fortement coquillier, qui se 
ilifférencie vivement par son aspect et sa composition du 
minerai sous-jacent. En Allemagne, ce banc C()quillier se 
rencontre aussi fréquemment. On le désigne sous le noiri 
lie BànUing. 

Le banc de calcaire ferrugineux qui o<;cupe la partie 

supérieure de la formation est aussi très fnVjuennuont 

Tome 1, 1903. H 



130 LK GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

séparé d'uno fac^on tranchée des iiiarnes micacées qui le 
recouvrent. 

Quoi qu'il en soit, dans la pratique, la démarcation des 
couches et des stériles est souvent une affaire de convenance 
pour l'exploitant. S'il désire obtenir un produit contenant 
beaucoup de chaux, il n'hésitera pas à exploiter, avec le 
minerai riche, un banc calcaire, plus pauvre, mais non 
marneux ; si, au contraire, c'est la silice qu'il recherche, 
il extraira avec le rainerai un banc contigu moins riche, 
mais d'une teneur élevée en silice, tel le banc de l'",9r), 
nientionné dans la coupe précédente, au mur de la couche 
grise. 

Les couches dont la teneur movenne en fer s'élève 
à 30 p. 100 sans atteindre 20 p. 100 de silice mérite- 
raient seules, eu général, le nom de minerais; aiiais, en 
réalité, on tire parti de couches ne tenant pas plus de 
20 à 25 p. 100 do fer, surtout (juand elles contiennent 
beaucoup de chaux, la production de la fonte Thomas 
exigeant des lits de fusion calcaire. Nous croyons donc 
prudent de nous abstenir do définir la couche exploitable ; 
il suffira d'une façon générale de dire qu'une couche offre 
des chances d'utilisation quand elle remplit les trois con- 
ditions suivantes : teneur en fei' de 30 p. 100, teneur en 
silice inférieure à 20, épaisseur de 1 mètre environ. 

Minières d'Hussigny. — On exploite, aux minières 
d'Hussigny et dans celles de Redange (Lorraine annexée], 
par travaux à ciel ouvert, la formation dont la coupe 
figurée ci-après renferme un calcaire ferrugineux (n** 2), 
(jui a été utilisé quelquefois malgré sa pauvreté. 



DB LA LORRAINE 
i. Calcaire gris pauvre 0^,1^ 

Calcaire ferrugineux 2 ,00 

Calcaire pauvre 3 ,50 

Banc coquillier i ,50 

2. Calcaire ferrugineux avec lits 

de mine fine 2 ,00 

Calcaire fennigineux compact, 
parfois très pauvre 2 ,00 

3. Couche rouge avec lits de 

mine fine intercalés entre 
des bancs plus compacts ... 5 ,00 
Calcaire marneux stérile. .... 3 ,50 

4. Couche grise, jaunâtre et fria- 

ble à la partie sup<*rieure, 
gris verddtre et compacte 
en bas (elle nécessite un 

triage des 2/5) :< ,ro 

Marnes micacées vorics 1 ,00 

5. Couche noire en i^iJindo paitic 

frial»le 2 ,.'iO 

(ficaire marnrux 2 ,0() 

C. Couclie verle iinex[»loilt'?e «H 
ma) déterminée on niisoii 
lie i'.illhience des r.iiix 1 ,2)i ? 

Ti»r.M 'Mr\i.y.) 



131 



Fer 30 
Chaux 16 
Silice 12 



Fer 21 
Chaux 26 
Silice 10 

Fer 39 
Chaux 6 
Silice 13 



(Jwiux (> 
Silice iS 



F«M- il 
<.liaux 1 
Silic 13 



Terminologie usuelle pour la désignation des couches de 
minerais. — Les couchos 1, 2, 3 <lo la coupe prvcriionttî 
icalrairos et conche rouj^^e) tormoiil un faisroau ([ui \)vô- 
sonte dans son onscnil)lo une ;^a'an(li' .siiuilitude, et il est 
rationnel <lo les ranger <mi un éiaj»e nni(|ne (iiii serait 
Xétiuje sifi)t*rievr, La couclie j^i'ise (4) fonnerait Yt'iafjp 
iHOf/eii, et la noire et la verte (.") et 6), Vêlafjf inférieur. 

Dans le bassin de Nancv, on n'emploie pas (rantres 
'lénoniinations que celles de roiich(\s sujH'rivnrf^ tnot/rnne 
et infètifure . 



I 

132 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITIIIQUR 

Dans le bassin de Brie y, la série complète dos couches 
comprendrait : 

-s, . . l Calcaires ferruffincux 

Etage supérieur < ^ . 

° '^ ( Couche rouge 

^^ i Couche jaune 

Etage moyen . . ] ^ . . 
^ "^ ( Couche grise 

/ Couche brune 

Étage inférieur, j Couche noire 

( Couche verte 

En Allemagne et dans le Luxembourg, les étages 
moyen et inférieur sont les mômes qu'en France ; mais on 
subdivise davantage Télage supérieur et on y distingue de 
haut on bas : 

Couche sableuse 
Calcaires ferrugineux 
Couche rouge siliceuse 
Couche rouge calcareuse. 

Si chacun de ces horizons pouvait donner lieu à une 
exploitation distincte, on aurait- donc à considérer, en 
France, sept couches, et, en Luxembourg et Allemagne, 
neuf couches. 

En réalité, ce n'est que dans les exploitations à ciel 
ouvert, oii Ton est obhgé, par le mode même d'extraction, 
d'abattre indistinctement les couches pauvres et les couches 
riches, (jue Ton arrive à se rapprocher do ce maximum. 

§ 7. — Nombre de couches pratiquement exploitables. 

Dans les exploitations souterraines, on n'exploite pas, 
en général, plus de trois couches. 

Mine de Micheville. — Dans la mine de Micheville, par 
exemple, on trouve des chantiers d'abatage simultané- 
ment : i** dans les calcaires; 2** dans la couche rouge; 



DE LA LORRAINE 133 

3* dans la couche grise. La coupe au puits d'aérage 
n* 2 est la suivante : 



Calcaires du bajocien 32-,4o { morts-terrains. 
Marnes micacées 22 ,50 \ 

{toit de la formation^ ferrugineuse) 

Calcaires pauvres ... 4", 80 

Composition moyenne de Tensemble des 

Calcaire ferrugineux ^'^"" ^' ^"" 

exploité 2 yîO — Fer : 29; chauc : 16; silice : 8, 

Calcaire marneux sté- 
rile 2 ,80 

Couche rouge exploi- 
tée ' 2, 70 -- Fer: 38; chaux : 6; silice : 14. 

Calcaire marneux sté- 
rile 4 ,20 

Couche grise exploi- 
tée 1 ,60 — Fer : 40 ; chaux : 3 ; silice : 15 . 

L'extrî^ction journalière est do i.O(M) tonnes environ, 
dont les 2/3 en mine rouge, i/\ en calcaire et le reste, 
soit moins de*l/lO, en mine grise. 

Ce mélange péchant par défaut de calcaire, la Société 
de Micheville le complète, pour obtenir un lit de fusion 
propre à la production de la fonte Thomas, par des mino- 
rais calcaires (contenant de 20 à 30 p. 100 de chaux) 
qu'elle tire des minières du Luxembourg. 

Sondage de Pienne (CE) dans le bassin de Landres. — 
Dans la plupart des nouvelles mines qui viennent d'être 
instituées dans le bassin de Briey, la couche grise, 
seule, méritera d'être exploitée. Sa qualité et sa puis- 
sance excteptionnelles compensent d'ailleurs avantageu- 
sement Tabsence d'autres couches. Témoin la couche 
ci-après du sondage CE de Pienne. 



134 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQTE 

Calcaires jaunâtres rougeâtres, plus ou 

moins coquilliers 3™, 35 

Calcaire marneux 5 ,75 

Minerai rouge pauvre (Fer, 24 — Chaux, 

20 — Silice, 16) i ,o5 

Marnes avec rognons calcaires 7 ,15 

Hanc calcaire coqi\illier à éléments 
grossiers (toit bien net de la couche 

grise) ,32 

Couclie grise (FtT, 42 — Chaux, 9 — 

Silice, 5) 5 ,68 

Calcaire marneux et marnes 8 ,65 

Couche de minerai brundtre pauvre ... ,40 
Marnes verdûtres gréseuses, avec py- 
rites à la base 8 ,00 



Total . . . 40"",85 



« 





§ 8. — Epaisseur de la formation ferrugineuse. 

Dans son complot développement, elle oscille entre 
25 et 50 mètres. Sur les bords du gisement, elle diminue 
graduellement jusqu'à zéro. Au contraire, dans certaines 
parties, notamment dans la région de Sanry, en France, 
et de Ludelange, en Allemagne, elle atteint plus de 
50 mètres. Ces épaisseurs extrêmes no sont pas toujours 
un indice de richesse, les sédiments pauvres pouvant y 
jouer un rôle prédominant. 

Dans le bassin de Nancy, l'épaisseur totale de la for- 
mation n'est jan)ais supérieure à 10 mètres; celle des 
marnes micacées qui la surmoulont n'excède pas 5 mètres. 
Il v a donc un amincissement très sensible des étapes 
dans le sud du gisement. 

Comme le montrent les divers exemples cités plus 
haut, les minerais exploitables figurent pour une propor- 
tion très variable dans la formation. Cetie proportion 
atteint 1 /2 dans les minières exploitées à ciel ouvert ; 



DE LA LORRAINE 135 

mais elle reste en dessous do 1/6 et descend fréquem- 
ment jusqu'au 1/10 dans les mines souterraines. 

Composition des minerais. — Nous reviendrons, au cha- 
pitre VII, sur la constitution physique et chimique dos 
minerais. , 

Bornons-nous, pour le moment, à citer la composition 
moyenne que les maîtres de forges recherchent le plus : 

Peroyde de fer 47 i fer méUl- 

Protoxyde de fer 12 J Hque = 42 

Chaux 9 

Silice 6 

Alumine 6 

Acide phosphorique . . 2 

Corps divers 1 

Perle au feu 17 

Total 100 

Des échantillons choisis contiennent quelquefois heau- 
coup plus de fer, jusqu'à 60 p. 100; mais ils ne repré- 
sentent pas la teneur pratique dos couches, qui reste 
lYjinprise généralement entre 30 et 40 p. 10). 



1 



§ 9. T- Aperçu paléontologique. 

Avant do décrire les failles qui servent de base à la 
théorie de la répartition des minerais, il convient de 
s'appesantir un peu plus que nous ne l'avons fait jusqu'ici 
sur les formations géologiques qu'on rencontre dans la 
région et de dire un mot des données paléontologiquos qui 
servent à les reconnaître. 

Toarcien supérieur. — Le soubassement du gito est 
formé, comme nous l'avons dit pins haut, par les niar/irs 
à ovoïdes calcaires du toarcien supéiiour, (jui ont pour 
fossile caractéristique : Grammoccrfts fallaciosum. Au- 



13fi LE GISEMENT DE MISERAI DE FER OOLitHiQOË. 

dessus (le ces marnes viennent les ^iiarnes vertes gré- 
seuses avec pyrites, sur lesquelles repose directement la 
formation ferruginettse, caractérisée paléontologique- 
ment par des iJinnortieria, Gramrnoceras aalense et 
Grammocerias mactra. 

On s'est demandé si la formation ferrugineuse ne 
devait pas être rattachée en partie au toarcien et en 
partie au bajocien. Cette question semble devoir être 
tranchée dans le sens de la négative. Une collection 
de fossiles retirée de Texploitation des mines de Tier- 
celet, oîi Toa n^extrait que les minerais des couches 
supérieures, a été reconnue comme ne renfermant que des 
foruïes liasiques (vertèbres de reptiles, Gramrnoceras 
suhcomptam, Jiranco, Dumortieria sp., Gryphea ferrit- 
f/inea Terquem, Arca sp., Belemnites sp., Trigonia^ 
Phtnàj Pleurotomaria, Lima^ Pholadomya fiilicula Sow., 
Terebratnia sp., Pecten sp.). La partie supérieure de la 
formation ferrugineuse coïnciderait donc- avec la fin des 
déjxjts toarciens. 

Bajocien. — Le bajocien vient ensuite, mais avec une 
lacune qui semble indiquer un exhaussement, tout au 
moins partiel, de la région sous-marine dans laquelle 
avaient lieu les dépôts. 

Les zones à Lioreras opalinum et à Harpoceras Mur- 
chisoihv^ par lesquelles début(* le bajocien dans les loca- 
lités où il est complet, font défaut en nombre de points, 
par exemple aux environs de Nancy, où le contact du 
toarcien avec le bajocien se fait par la zone à Lioceras 
eo/K'«r///;/, r(>présentée à Marbache, en particulier, par un 
banc de conglomérat ferrugineux contenant une faune 
très riche [Lioceras concarum^ Lioceras Brailfortlense^ 
Luihcigia corna, Ltalirigia ru (fis,,.). 

On y rencontre, de plus, des fragments de fossiles toar- 
ciens fortement usés, roulés, et on dvhvia [Gramrnoceras), 



Î)K Î.A 1.0RRAINE 13? 

Dans le bassin de Longwy, le mémo niveau a été 
reconnu par M. Authelin, qui y a recueilli les formes du 
groupe de Lioceras concavum^ immédiatement au-dessous 
des marnes micacées, conmie à Nancv. 

M. Authelin pense que les formes qui ont été citées 
précédemment sous le nom de Harpoceras Mitrchuonœ 
appai'tiennent au groupe de Lioceras concavitm. On ren- 
contre également dans le bassin de Longwy, dans la zone 
kcoNcartwi^ des formes d'ammonites du groupe à'aalenae 
qui ont été certainement roulées. 

Le conglomérat n'a jamais qu'une faible épaisseur, 
0°,50 au plus; mais il est rare {\\x\\ ne soit pas représenté. 
C'est au-dessus de cet horizon que viennent les marnes 
micacées appartenant encore à la zone à Liorrras cnnca- 
vum. Ces marnes sont à leur tour surmontées d'assises 
calcaires compactes, dans lesquelles on trouve <les 
espèces du genre Sonninia. Ces calcaires ont jusqu'à 
80 et 90 mètres d'épaisseur dans le bassin de Briey ; ils 
se terminent par les roches à Po/t/piers, qui forment un 
niveau très caractéristique par sa dureté (Castine, à 
texture saccharoïde). Latéralement ou trouve des assises 
avec Ctv/oceras du groupe llumphriesiaiwa, 

Bathonien. — Le bathonien débute par une assise 
marneuse connue sous hî nom de marnes de Lonyiry (à 
Cosf/ioceras Loiujoricensie et formes voisines). 

Ensuite vient une assise calcaire, très compacte, sur- 
tout à la partie supérieure donnant \a pierre de taille du 
pays [oidithe de Janinont), 

Avec cet horizon se termine le bathonien inférieur. 

Le bathonien moyen débute par une assista de marnes 
assez puissante, dites de (Iravelofte, ({ue surmontent les 
caillasses à Anahacia orhulites et Osfrea costal a ^ niveau 
très caractéristique, fort utile pour les déterminations 
géologi<iues sur le terrain. 



138 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Le bathonien supérieur vient ensuite avec les marnes 
à Ostrea acuminata sp. et quelques bancs calcaires 
marneux, très irréguliers, avec Rhynchonella varians, 
Waldhfiimia lagenalis^ etc. Au-dessus se trouve une 
assise marneuse à Osfren Knorri et une formation peu 
fossilifère, de consistance marneuse ou calcaire (dalle 
oolithique d'Etain). 

Callovien. — Le callovien inférieur intéresse seul la 
répion ferrifère. D'après les études de M. Nicklès, il se 
montre aux environs de Brainville-en-Woëvre, avec 
Cosmoceras Goxveriatittm et de nombreuses Trigonies 
(Trigonia scarburgetisis ci Trigonia elongaUi). 

Nous avons donné précodeninient les épaisseurs 
moyennes des différents ten*ains qui viennent d'être 
rapidement passés en re\^ie. Nous avons, en outre, donné 
de nombreuses coupes de la formation ferrugineuse pour 
fixer les idées du lecteur; nous pouvons donc aborder 
maintenant Tétudo des failles et exposer la théorie de la 
genèse des minerais. 



CHAPITRE IL 



THÉORIE DES FAILLES NOURRICIÈRES. 



ji^ l. — Revue rétrospective des travaux pubués 

SUR LE gisement. 

• 

C'est un fait remarquable que lous les auteurs qui ont 
locrit le gisement lorrain ont insisté énormément sur les 
failles qui le découpent. Cependant tous ont admis expli- 
citement ou implicitement qu'elles ne jouaient aucun rôle 



( 



DK I.A LORRAINE 139 

dans la répartition des minerais. En rherchaot à démon- 
trer le contraire aujourd'hui, ponr certaines de ces failles 
que nous appelons «failles nourricières», nous avons 
beaucoup moins Tanibition de faire œuvre de savant ([ue 
de founiir aux praticiens (exploitants de mines et maîtres 
de forges), une méthode simple et logique, qui leur per- 
mette d'expliquer et de prévoir les faits dans lesquels, 
jusqu'à ce jour, le rôle du hasard avait été exagéré. 

L'élément nouveau que nous faisons entrer en jeu, le 
relief du mur des couches, n'avait jamais été considéré. 
Or, selon nous, on ne peut se rendre compte méthodi- 
quement de la répartition des minerais que par la consi- 
dération simultanée de ces deux éléments : failles et 
reliefs. C'est pour avoir négligé les seconds que la loi 
qui lie la richesse des couches aux directions des failles 
est restée ignorée pendant longtemps. 

On la pressentait cependant d'uncî manière plus ou 
moins confuse, quand on disait que les minerais étaient 
plus riches le long des vallées que sous les plateaux. Les 
vallées de la région sont, en effet, des vallées de fracture 
qui marquent presque toujours des directions de failles. 
Le bassin de l'Orne, dont rallongement Ouest-Est se 
fait comme la vallée de ce nom, avait déjà intrigue des 
géologues, qui se refusaient ii voir, dans cotte coïncidence, 
un cas fortuit. 

Travaux de MM. Braconnier et Daubrée. — Braconnier 
mettait en évidence, dans son ouvrage paru il y a plus 
de vingt ans [Description des terrains de Meurthe-et- 
Moselle, Nancy, 1879), les dcMix principaux systèmes de 
failles X.E.-S.O. et N.O.-S.E., qui découpent la con- 
trée suivant deux directions sensiblement orthogonales. 
Il montrait que les méandres de l'Orne, dans la partie du 
rours (le cette rivière qui suit des vallées de fracture, 
sont dirigés suivant ce double système de cassures. 



\ 



140 LE GISEMENT I>E M1>ÎERAÎ DE FER OOLiTHIQUE 

Braconnier n^attribue, toutefois, aucun rôle aux failles 
dans la répartition dos minerais. Dans sa Description 
géologique des terrains lie Meurthe-et-Moselle (p. 207; 
Savy, 1883), il s exprime ainsi, à propos des variations 
constatées dans la puissance et la richesse des couches 
de minerai : « Les accidents de la surface du sol et les 
« failles sont évidemment sans influence sur ces varia- 
« tions, car ils sont postérieurs au dépôt du minerai. » 

On trouve cependant, à la page 333 du même ouvrage, 
ce qui suit : « Suivant certaines directions, Ton peut 
« suivre des bancs sur des étendues considérables ; dans 
<( le sens perpendiculaire, on observe des amincissements 
« progressifs, souvent très rapides. Les lits stériles ont 
« la même forme lenticulaire. » 

Et à la page 201 , parlant de la faille de Godbrange : 

« Enfin, dans le système N.E^S.O. la faille de God- 
(( brange limite, à TOuest, lé bassin des riches minières 
« d'IIussigny. » 

Mais il n'en th*e aucune conséquence au sujet de la 
distribution des couches d(^ minerais, attendu qu'il n'avait 
aucune donnée précise sur les reliefs des couches, qui 
permettent seuls, par la considération du rôle joué par 
la gravité, de déterminer les directions suivant lesquelles 
le minerai s'est trouvé porté de préférence. 

Daubréè, frappé du rôle des failles dans la formation du 
relief du plateau de Briey, a pris pour (exemple du creuse- 
ment des vallées de fracture, suivant les diaclases et para- 
clases, la région même qui nous intéresse, et Ton trouve, 
aux pages 3(52 à 364 de son Traité de Géologie expéri- 
mentale (Dunod, 1879), une carte qui fait ressortir les 
nombreuses dislocations qui ont affecté le plateau de 
Briey. 

Travaux de M. HofiEmann. — Les auteurs allemands qui 
ont étudié le gisement de la Lorraine ont tous donné, dans 



DE LA LORRAINE 141 

leurs niémoires, une grande place k la description* des 
failles. Étudiant la répartition des minerais dans la région 
comprise entre Fontoy et Saint-Privat, M. Hoffmann 
(Sfahl iind Eisen, 1896, n° 24-) fait la constatation sui- 
vante : 

M La puissance des minerais et des couches interca- 
w laires décroît du Nord au Sud et (*roît de TEst à TOuest. 
M On peut observer toutefois des variations locales; 
't mais Taugmentation ou la diminution de puissance se 
«♦ fait toujours graduellement. Des renflements brusques, 
« comme des rétrécissements subits sont choses absolii- 
« ment inconnues. 

(( La teneur en fer des couches, et, par* suite, leur 
M degré d'exploitabilité, est très variable. Oh ohserre (1rs 
« zones allonyées du SvdAhiest au Nord-Est dans les- 
« (jnelles la teneur en fer esf ma.rimum. » 

Si nous notons dès maintenant quo les failles de Neuf- 
chef, de 1 Orne, de Rombas, affectent précisément cette 
même direction, on conviench'a qu'il est assez naturel de 
faire un rapprochement entre Toxistence des failles et la 
distribution des zones de richesses. 

Nous verixms plus loin qu'on explique, en effet, la 
formation des couches riches du bassin de TOrne en fai- 
sant intervenir les failles précitées, que nous rangeons 
dans la catégorie des nourricières. 

Travaux de H. Oreven. — A la suite de M. Hoffmann, 
qui ne s'était occupé que de la partie^ centrale du gise- 
ment lorrain, M. Greven a étudié les couches de la 
région méridionale de la Lorraine allemande (lUis Vor- 
konnnen des oolithischeit Eisenerzes im sudlichen Theile 
Ueutsch Lothringens, — Slahl und Eisrn, 1S98, n** 1). 

Les failles ne sont mentionnées, dans son mémoire, 
qu'au point de vue stratigraj)hique. La portion de gise- 
ment qui fait Tobjet du travail de M. Greven est 



142 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

«railleurs, à tous égards, la plus ingrate de tout le gise- 
ment. Elle ne renferme pas ou presque pas de couche 
grise. La couche noire y est seule représent^^e, mais, la 
plupart du temps, avec une teneur élevée en silice qui 
diminue considérablement sa valeur. La puissance de la 
couche est d'ailleurs peu importante, 1 à 2 mètres ; c'est 
à cause de cette pauvreté de gisement que les anciennes 
usines de Novéant, d'Ars et les premiers hauts fourneaux 
de Maizières ont eu une destinée^ plutôt malheureuse. 

Travaux de M. Kohlmann. — Tout autre est le cas de la 
région Nord de la Lorraine, confinant au Luxembourg. 
M. Kohlmann a publié une étude très documentée de 
cette pai-tie du bassin, sous le titre : Die Minette Forma- 
tion DeiftschLothrinf/rn Nôrdiich der Fentsch [Stahlnnd 
Eisen^ 1898, n*" 13), dans laquelle les failles sont 
minutieusement décrites. 

L'auteur a joint à son mémoire deux coupes que nous 
reproduisons sans en changer Téchelle (coupes I et II) 
(Voir PI. VU). On voit très nettement, sur la première, 
renricliissement des couches inférieures au voisinage de la 
faille de Crusnès (faille de Deutsch-Oth des Allemands) et 
Tinfluence do la faille médiane et de la faille d'Ottange sur 
le dépôt des couches moyennes dans un fond de bateau à 
pontes douces. Très suggestive aussi est Tindication dos 
dépôts lenticulaires, séparés en deux parties inégales par la 
faille de Foiitoy, dansla coupe II, la partie la plus iinp(»r(anto 
se trouvant en aval de la faille. On roinarcjuo. enfin, dans 
les deux coupes, l'amincissement graduel de la formation 
vers FEst. Les affleurements sur los hauteurs do la rive 
gauche de la Moselle sont, en effet, tout à fait inexploi- 
tables. 



DE LA LORRAINE 143 



§ 2. — Ancienne théorie des affleurements. 

Ce fait, qui «st général, permet de conclure de suite 
que la formation ferrugineuse n'est pas aussi littorale 
quon l'admettait autrefois. Braconnier pensait que 
l'oxyde de fer parvenu dans le fond de la inor par des 
sources thermales, jaillissant au travers de certaines 
fissures, était progressivement /Ty^/f*' vers le rivage {Des- 
criplion géologique^ etc., 1883, p. 33i). Cette expli- 
cation n'était certainement pas exacte ; mais on l'admet- 
tait par suite de la remarque généralement faite ([ue 
les couches riches exploitées ou connues à l'époque* 
se trouvaient en bordure dos régions minières, aussi bien 
à Nancy qu'à Longwy et dans le Luxembourg; et que 
ces couches allaient en décroissant vers l'intérieur des 
plateaux. On commettait une confusion en prenant les 
affleurements des mines pour ceux des couches. En 
réalité, dans les localités les plus rapprochées do l'ancien 
rivage de la mer toarcic^nne, la formation ferrugineuse 
a toujours été très faiblement représentée. 

Au contraire, lorsque des érosions ont mis à nu des 
couches puissantes, les affleurements (le mot étant pris 
dans le sens minier) peuvent être très riches. 

Supposons, par exemple, dans les coupes I et II de 
M. Kohlmann, que les érosions qui ont creusé la vallée de 
la Moselle se soient étendues jusqu'à celle du Kaylbach 
où passe la faille d'Ottange ; il est certain qu'on aurait 
eu là, dans le voisinage de cette faille, des mines d'affleu- 
rements extrêmement riches. 

Coïncidence des affleurements riches du Luxembourg avec 
la direction des principales failles. — En fait, ce qui ne 
s'est pas réalisé en Lorraine allemande s'est produit pour 



144 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

le Luxembourg. Les érosions qui ont fait disparaître 
Toolithe inférieure et une partie du lias, au nord de la 
frontière française et allemande, ont mis à joiu* les riches 
gisements de Differdange, d'Esch et de Rumelange(*). 

Les noms de ces localités, qui sont coux<}u*on emploie 
communément dans le pays pour désigner les centres 
miniers les plus importants, sont aussi ceux qui servent 
à nommer les trois failles principales qui découpent la 
formation. 

La faille de Differdange n'est autre que celle qui est 
désignée en France sous le nom de Godljrange. 

La faille de Rumelange porte le nom d'Ottange en 
Allemagne et celui d'Audun-le-Roman en France. 

Enfin, celle d'Esch, qui s'appelle Deutsch-Oth en Alle- 
magne et Crusnos on France, jalonne précisément la 
limite occidentale de la zone riche des minières luxem- 
bourgeoises (lu bassin d'Esch. 

§ 3. — RÉCURRENCE DES ACTIONS DE PLISSEMENT. 

On est donc amené à penser que certaines failles sont 
antérieures à la formation dos minerais et que c'est à elles 
qu'on doit rattacher en partie la constitution du gisement. 

Sans doute, les formations plus récentes sont affectées 
aussi par ces failles, et le l)ajocien et le bathonien, en 
particulier, sont fréquemment dénivelés sur leur par- 
cours; mais cela ne prouve qu'une chose, c'est que les 
cassures do l'écorce se sont renouvelées à différentes 
épcx^ues suivant les mêmes directions. 

Rien de plus naturel, d'ailleurs, et, comme on sait, de 
plus constamment observé en géologie. Les remarquables 



{*) Il est fort probable que l'existence des minerais de fer de la 
Meuse et des Ardennes, dans les niveaux du callovien, de l'oxfordien, 
et des sables verts, dérive de ces érosions. 



DE LA LORRAINE 145 

travaux du géologue anglais Godwin Austen, si vive- 
ment mis en lumière dans le mémoire de M. Tingénieur 
en chef Marcel Bertrand, sur le raccordement des bas- 
sins houillers du Nord de la France et du Sud de TAn- 
gleterre {Anna/es des Mines, 1" livraison, 1893), ont 
(léraontré que les reliefs qui s'observent dans des ter- 
rains d'âges différents superposés sont semblables dans 
une même région. 

En particidier, les plis synclinaux et anticlinaux se 
répètent, les nouveaux se moulant pour ainsi dire sur les 
anciens. 

Plis synclinaux et anticlinaux dans les diflërents étages 
de la région ferrifôre. — Voyons comment cette loi se 
vérifie en Lorraine. 

Les courbes de niveau du mur de la couche grise de la 
PI. V font ressortir Texistence (fun grand synclinal allant 
(rOttange à Tucquegnieux, que nous désignerons indiffé- 
remment par le nom de Tune ou Tautro de ces deux 
lue alités. 

La carte géologique de la surface indique ([.ue le batho- 
nien moyen s'avance à l'aplomb de cette dépression, très 
loin vers le Nord-Est, dans la direction de Sancv-Trieux, 
et au-delà do la frontière jusque près d'Hayange. Le 
bathonien supérieur dessine aussi une pointe dans ce syn- 
clinal, plus h rOuest, jusque près de Lubey. 

Un autre synclinal, bien dessiné également par les cour])es 
«le niveau de la couche, est cehii de Giraumont-Brain- 
ville, dans le bassin de l'Orne. On voit, de même, à la 
surface, le bathonien supérieur s'avancer jusqu'à Girau- 
mont, et le callovien lancer une pointe sur Brainville. 
Inversement, deux anticlinaux allongés, l'un dans la 
direction de Norroy-Gondrecourt, au Nord du synclinal 
de Tucquegnieux, et l'autre dans la direction de Conllans- 
Dompierre, au Nord de l'anticlinal de Brainville, sont 

Tome 1, i»02. 10 



146 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE 

décelés h la surface par des rentrants que forme, vers 
rOuest, la limite des terrains bathoniens supérieurs. 

Un troisième anticlinal courant de Sorrouville àPreutin 
se dessine encore très nettement sur lu topographie sou- 
terraine de la PI. V. 

Entre cet anticlinal et celui de Gondrecourt se trouve 
le synclinal do Landres-Joudreville, ({ue nous désigne- 
rons par le nom de la première de ces localités. 

On voit encore le bathonien supérieur dessiner dans ce 
synclinal un bombement vers TEst, jusqu'à Piennc. 

Enfin, tout au Sud, do Verne ville à Mars-la-Tour, un 
quatrième anticlinal se dessine de nouveau dans la topo- 
graphie de la couche. 11 est reproduit à la surface parles 
afileurements du bathonien inférieur, qui reculent vers 
rOuest jusqu'à Hannonville. 

§ 4. — Divisions du gisement en bassins. 

Tous les anticlinaux que nous venons de citer sont des 
régions pauvres. Les régions riches se trouvent, au con- 
traire, dans les synclinaux. Telle est la grande loi, indépen- 
dante de toute théorie, qui domine la répartition des 
minerais. 

Le mot bassin, qui sert dans la langue courante à dési- 
gner les régions minières, est donc bien approprié à la 
situation réelle des choses. Les quatre anticlinaux énu- 
mérés plus haut délimitent cinq l)assins, savoir : 

1° Au Nord-Ouest, le l)assin de Lonywy-Differdange- 
Villerupt, limité à l'Est par la grande faille de Crusnes et 
Tanticlinal de Serrouville-Preutin. 

C'est la région des mines rouges et grises, phitôt sili- 
ceuses que calcareuses ; 

2" Le bassin àOttaiiyc-T^tcquegnieux, limité au Nord- 
Ouest par la faille de Crusnes, l'anticlinal de Preutin, les 



DE LA LORRAINE 147 

faUles (le Bonvillers ot de Norroy et Tantidinal de Gon- 
drecourt; et au Sud-Est, par les failles de Neufchef et 
d'Avril ; 

3** Le bassin de Landrefi^ limité à l'Est et au Sud-Est 
par les failles de Bonvillers et de Xorroy et Tanticlinal 
de Gondrecourt. Au Nord-Ouest, ce bassin n'a pas de ter- 
minaison bien nette, faute d'anticlinal dans cette direction. 
La formation qui s'v étale en platoure renferme de moins 
en moins de fer et de plus en plus de sédiments pauvres 
(quartzeux principalement) ; 

i** Le bassin de VOrne, limité au Nord par les failles 
de Neufchef et d'Avril, ot au Sud par Tanticlinal de Ver- 
néville, Mars-la-Tour ; 

5" Le bassin de Saint-Privat-Novéant ^ situé au Sud 
de celui de l'Orne, et s'étendant jusqu'à la frontière fran- 
çaise à hauteur de NoVéant. 

C'est la région des mines noires siliceuses. 

Les meilleurs minerais sont ceux qu'on trouve dans les 
deuxième, troisième et quatrième bassins ; ce sont ceux de 
la couche grise riche et calcaire qui ont été recherchés 
récemment par les métallurgistes avec beaucoup d'ardeur, 
en rais(mdes avantages qu'ils présentent pour la fabrica- 
tion de la fonte Thomas.. 

15 5. — Nature et degré d'authenticité des documents 

utilisés dans cette étude. 

La couche grise est celle que l'on connaît le mieux dans 
le gisement. 

(/'est sa topographie que nous avons figurée sur la PI. V, 
et c'est d'elle que nous parlerons principalement dans ce 
qui va suivre; mais, avant de passera la descrij)tion dé- 
taillée de cette couche, quelques brèves indications sur la 
nature des documents qui ont servi de base à notre étude 
sont nécessaires. 



148 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Recherches en territoire français. — Les nom])roux sou- 
dages exccutos en France, dans ces dernières années, ont 
été suivis avec le plus grand soin par TAdininistration des 
Mines. La traversée de la formation ferrugineuse a été 
faite au trépan à échantillons. Les carottes retirées des 
trous de sonde ont été, en général, parfaitement réussies, 
sauf lorsque les minerais, Irop friables, se désagrégeaient 
pendant le battage. 

Les agents du Service des Mines ont inspecté toutes 
les collections d*éclianlillons ainsi formées, et ont établi 
des coupes détaillées de chaque sondage, d'accord avec 
les explorateurs. Ceux-ci ont fourni à T Administration, 
pour chaque recliercho, un dossier comprenant une coupe 
d'ensemble des terrains traversés, au 1/2<X/, et une coupe 
détaillée de la formation ferrugineuse, au l/^)0^ Cotte der- 
nière faisait ressortir l'épaisseur et la composition des 
différentes couches dont les éléments étaient déterminés 
carottes par carottes, ainsi que les cotes d'altitudes inté- 
ressantes. 

Une notice spéciale faisait connaître l'emplacement <lu 
sondage et les particularités du travail, notamment les 
niveaux d'eau observés. 

Nous donnons, en anftcxe, à titre de modèle, la repro- 
duction des trois pièces A|, A.,, A3, constituant le dossier 
du sondage de .loudreville (CB) do MM. de Wendel et C'^ 
Pour la commodité des dépouillements, nous avons établi, 
pour chaque sondage, une coupe résumée dont la pièce 
A4 fournit le type. Les analyses moyennes qui figurent 
dans ce résumé sont déduites de celles qui ont été portées, 
carottes par carottes, sur la coupe au l/50^ 

La constitution de ces dossiers, qui a été préconisée par 
M. l'Ingénieur en chef Cousin, dès 1894, a facilité beau- 
coup les rapprochements des données fournies par les 
diverses recherches. 

En faisant la part des différences de procédés suivis. 



DE LA LORRAINE 141) 

soittlans les prises d'échantillons, soit dans les méthodes 
d'analyse, d'une société à une autre, on peut dire que, 
d'une façon générale, les résultats des différentes re- 
cherchesd'une même région, malgré leur diversité d'ori- 
gine, sont homogènes. Il faut cependant faire quelques 
réserves sur la limitation des couches de minerais, qui 
a été interprétée plus ou moins étroitement suivant les 
sociétés. 

Dams VA/ifiexe Ar,, on trouvera le résumé des principales 
données obtenues, sur le gisement français, par les son- 
dages ou puits exécutés dans ces vingt dernières années. 

Recherches en Lorraine allemande. — Les recherches 
effectuées en Lorraine allemande ont été moins centrali- 
sées et, par suite, moins unifonnisées qu'en France. 

L'institution des concessions de mines est basée, en 
Allemagne, sur le droit d'inventicm ; mais il n'est pas 
indispensable pour l'explorateur de justifier ([ue le gîte 
est exploitable. L'essentiel pour lui, surtout en cas de 
concurrence, est d'arriver à démontrer le plus tôt pos- 
sible l'existence du gite. Cela fait, l'étude détaillée de la 
richesse <les couches ne présente plus qu'un intérêt assez 
éloigné, qui ne redevient d'actualité que pour la mise on 
exploitation des mines ou leur amodiation. 

La jdupart des reclicrchos ou reconnaissances de la 
Lorraine sont rapportées dans les ti-ois publications de 
Sla/tl itnd Eise/t, déjà mentionnées précédemment. Nous 
y avons puisé les renseignements (pii fîginent h VAiuwrr 
A,^, sauf quelques données obtenues j)()stérieurement aux 
\\\\h\\i:'c\{\o\\^ {\cStahl und Eisen, etuolamuient trois inté- 
ressants sondages de la maison de Wendi^i, dans le bassin 
d'Ottange. Nous avons recueilli, eu outre, sur les mines 
CM exploitation, nomlu'e de données (jui n'ont pas pu trou- 
ver place dans le tableau résumé <le VAniifjr A,,. 



i 



150 LE GtSEMENT DE MINERAI DE F'ER OOLtTHÎQtlÉ 

Région du Luxembourg. — Pour le grand-duché de 
Luxembourg, c'est à notre collègue de Luxembourg, 
M. Dondelinger, et à M. Limpach, garde-mines à Rume- 
lange, que nous sommes redevable des renseignements. 

11 nous est agréable de reconnaître ici, d'une façon 
toute spéciale, la grande complaisance et rempressement 
qu'ils ont mis à répondre k nos enquêtes. 



§ 6. — Principes de la théorie des failles nourricières. 

Nous nous proposons maintenant d'expliquer comment 
la répartition des minerais est réglée d'après les failles et 
les reliefs. 

Sauf à y revenir plus loin et k les justifier par les faits 
que nous décrirons, nous énoncerons d'abord les principes 
essentiels de la théorie des failles nourricières. 

1° Le minerai de fer a été amené dans le fond de la 
mer par des fissures de Técorce terrestre livrant passage 
k des sources thermales véliiculant le fer principalement 
k l'état de carbonate. Ce carbonate s*est décomposé dans 
Teau de la mer et a donné naissance k un précipité d'oxyde 
pulvérulent qui a enrichi les sédiments contemporains; 

2^ Lorsque le dépôt a été al)ondant, une couche de 
minerai s'est formée non seulement au voisinage de 
rémergence de la source, mais jusquk une distance plus 
ou moins grande de celle-ci, distance qui dépendait non 
seulement de l'abondance du produit ferrugineux, mais 
aussi du relief du fond de la mer et des courants. 

Le transport du fer s'effectuait k la fois par charriage 
du précipité ténu et par entraînement des eaux ferrifères 
non encore décomposées; 

3° Sur le rôle des courants d'autrefois, on sera toujours 
réduit k faire des hypothèses ; mais, sur celui des failles 
d'émergence et sur celui des reliefs, on peut jeter 



DE LA LORRAINK 151 

quelque lumière en partant des faits que nous sommes à 
même d'observer actuellement. 

En eflFet, parmi les failles qui s'étaient ouvertes à 
Tépoque toarcienne, un certain nombre ont joué de nou- 
veau, depuis cette époque ; et nous les retrouvons aujour- 
d'hui, affectant la régularité des dépôts plus récents du 
bajocien ou du bathonien. 

On doit admettre toutefois : V que toutes les failles 
toarciennes ne noHs sont pas dérelées aujourd'hui par des 
déningements observables à la surface du sol ; 2° que les 
failles qui produisent de tels dérangements n'ont pas for- 
cément existé toutes à Tépoque toarcienne; 3** que toutes 
les failles toarciennes n'ont pas été nourricières. 

Cependant on conçoit que les failles nourricières les 
plus importantes, autrement dit celles par lesquelles les 
émissions les plus abondantes ont pu se produire, sont 
précisément celles qui présentent aujourd'hui les rejets 
les plus grands. 

En effet, ces failles, qui devaient être très franchement 
ouvertes pour livrer passage aux sources ferrugineuses, 
ont dfi être les premières à se rouvrir dans les terrains 
(le recouvrement, par suite des lignes de moindre résis- 
tance qu'elles constituaient dans leur soubassement. Elles 
uous apparaissent donc aujourd'hui avec des rejets plus 
ou moins considérables ; ce sont, par exemple, celles : 

1* D'Esch-Crusnes (125 mètres k Audun-le-Tiche) ; 

2"* D'Ottange-Audun-le-Roman (20 à 40 mètres) ; 

3* De Neufchef (50 mètres à Neufchef) ; 

4*» D'Avril (60 mètres à Avril) ; 

5* Du Woigot (20 mètres à Hriey) ; 

6* De l'Orne (30 mètres k Auboué) ; 

7" De Rombas (30 mètres à Montois) ; 

8° De Bonvillers (60 mètres k Bonvillers). 

En ce qui concerne les reliefs que les couches de mine- 
rai affectaient au moment de leur dépôt, il faut naturelle- 



152 LK GISKMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

ment ôtre très réservo sur roux qu'on observe au voi- 
sinage immédiat dos failles, puisque leur rejet s'est 
grandement modifie depuis Tépoque toarcienne. Mais, 
pour V ensemble d'une région délimitée par deux ou plu- 
sieurs failles nourricières, il est légitime de supposer que 
le relief que nous trouvons aujourd'hui est non pas iden- 
tique, mais setnblahle à celui de la mer toarcienne. En 
[)articulier, les synclinaux et les anticlinaux déjà esquissés 
au moment du dépôt du minerai n'ont fait que s'accentuer 
depuis cette époque ; 

4'' Les émissions ferrugineuses sous-marines étaient 
réparties le long des failles nourricières, d'une façon que 
nous ne connaissons pas avec précision. Elles étaient 
d'importance inégale et irrégidièrement espacées. Chacune 
d'elles, considérée en particulier, a dû subir des varia- 
tions d'intensité coirélatives des diverses phases par les- 
quelles passait la dislocation de Técorcc terrestre. La 
cessation des émissions marque en même temps la fin de 
ces dislocations et le début de l'ère l)ajocienne, dont le 
calnu^ se traduit par le dépôt uniforme et puissant des 
marnes micacées (souvent plus de 30 mètres) qui 
recouvrent toute la formation feiTugineuse. 

On peut se demander si des émissions se sont produites 
au-delà du rivage do la mer toarcienne, dans une région 
émergée, qui aurait été découpée par une ou plusieurs 
failb^s nourricières. Il n'est pas possible de répondre à 
cette question. Tout ce qu'on peut dire, c'est que, si des 
dépôts de minerais s'étaient formés sur des terrains émer- 
gés, il n'en resterait aucune trace aujourd'hui, par suite 
des érosions considérables ([ui ont décapé le lias sur tout 
le pourtour du gisement. 

Il ne peut donc être question ici que des minerais for- 
més sur le toarcien immergé. Leur texture oolithique, 
indice d'une formation par voie chimique, vient à l'appui 
de l'hypothèse d'une production de l'oxyde de fer par 



DE LA LORRAINE 



153 



laltération du carbonate, qui ne pouvait, en raison do 
son instabilité bien connue, séjourner longtemps dans les 
eaux de la mer sans se décomposer. 

§ 7. — Premier cas. — Dépôt lenticulaire 
sur soubassement horizontal. 

Supposons qu'une faille nourricière FF', sans rejet 
l/îy. 1), débouche dans le fond de la mer; si ce fond est 
plat et si, en dehors de Tagitation ordinaire des eaux, il ne 
règne aucun courant spécial dans le voisinage de Témer- 




• 

F 

Fio. i 



gence, le dépôt ferrugineux affectera une forme Imlicu- 
laire, telle que ABCD. 

La lentille ABCD sera d'autant plus épaisse et d'autant 
plus étendue que rémission aura été plus abondante. Si 
des émissions distinctes et contemporaines ont été suffi- 
samment voisines pour confondre leurs ])rodnils, le (h'^pôt, 
au lieu de former une lenlille isolée, affectera la forme 
d'une nappe continue, présentant des renflements ou 



154 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

étranglements progressifs, et ce n'est qu'à l'extréiuité du 
gisement qu'on retrouvera la terminaison en biseau telle 
que BA ou CD de la figure. Le flux fennigineux se dépo- 
sera rarement à l'état de pureté, attendu qu'il ne fait que 
se mélanger aux apports ordinaires des eaux de la mer ; 
mais la richesse du dépôt subira une loi de décroissance 
lenticulaire, si cette expression pouvait être employée. 

Après la fin ou le ralentissement de rémission, la sédi- 
mentation pauvre reprenant l'avantage, le dépôt de mine- 
rai sera recouvert d'une couche plus ou moins stérile jus- 
qu'en EF. Les dépôts marneux ou calcaires qui séparent 
les couches de minerai proprement dites ne sont jamais 
dépourvus de fer, attendu que, même en admettant l'arrêt 
complet des émissions pendant leur formation, les pro- 
duits ferrugineux antérieurement constitués étaient par- 
tiellement repris par la sédimentation pour s'incorporer 
aux couches plus récentes. 

L'émission ferrugineuse vient-elle à renaître ou à 
reprendre une plus grande intensité? une seconde couche 
de minerai GHIK se forme au-dessus de la première, et 
ainsi de suite. 

Supposons que les morts-terrains de recouvrement 
s'élèvent jusqu'en LMNO; si une vallée de fracture telle 
([ue MHBPGIN s'ouvre par la suite et se creuse suivant 
la direction de la faille nourricière jusqu'au niveau des 
couches ferrugineuses, la partie centrale des dépôts, qui 
est la plus épaisse et la plus riche, disparaît, et il ne 
reste en place que les parties périphériques des lentilles 
primitives. De là, l'observation, souvent faite dans les tra- 
vaux de mines exploitées en partant des affleurements à 
flancs de coteaux, que la puissance et la richesse des 
couches de minerais s'amoindrissaient au fur et à mesure 
qu'on s'éloignait de Taxe de la vallée et qu'on' pénétrait 
plus profondément sous les plateaux. 

Les mines du bassin de Nancy, toutes en affleurement, 



DE LA LORRAINE 155 

sont soumises à cette loi. Elles sont situées en bordure 
des vallées de la Moselle, de la Meurthe ou de leurs 
affluents, et leur hinterland est toujours pauvre. 

Les vallées de Dudelange et de Runielanj^^e, dans le 
Luxembourg, nous fournissent aussi des exemples inté- 
ressants <le ces phénomènes. Dans la première, la forma- 
tion du versant oriental, movennement riche dans la val- 
lée même, va en diminuant de puissance et de richesse 
d'une façon graduelle vers TEst, juscju'à devenir à peu 
près nulle sur les hauteurs de n\o gauche de la vallée de 
la Moselle, faute de failles nouri'icières de c(? côté. 

Au contraire, dans le versant occidental de la même 
vallée, la formation se développe sans interruption jus(pf à 
la vallée de Rumelange, et augmente de richesse au fur 
et à mesure qu'on se rapproche de cette dernière vallée, 
qui s'est ouverte suivant la faille d'Ottange. Il résulte de 
là que la faille de Dudelange n'a pas été nourricière ou 
Ta été fort peu; mais, par contre, il ut a pas do doute 
que celle crOttange Ta été grandement. 

La faille de Crusnes a donné aussi des émissions fer- 
nigineuses, notamment celle de la belle couche rouge 
d'Esc'h et celle de la couche noire du district dWumetz. 

La faille de Crusnes-Esch présente cette particidarité 
que des érosions ont enlevé complèlenu^nt, ii hauteur 
d'Esch, la partie occidentale du gisement qui avait été re- 
levée d'une centaine de mètres. Ce n'est que du côté de 
l'Est que le gisement, épargné par les agents de dénuda- 
lion, en raison de sou enfoncement relatif, a pu subsister. 

La terminaison des couches en biseau, qui se remarque 
<ur la bordure orientale du bassin allemand et luxem- 
bourgeois, se retrouve sur la limite occidentale du bassin 
français. Elle s'observe notamment aux terminus de Gorcv, 
d'Eton et de Brain ville. 

Sur la lisière Nord du bassin luxembourgeois, le biseau 
fait défaut et les minières de ce bassin tînissent d'une 



i5() LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

façon [iliis OU moins abrupto, par une falaise qui marque 
la limite dos érosions. 



§ 8. - 



Deuxième cas. — Formation des dépots 
sur soubassements inclinés. 



La pesanteur intervient ici pour donner au dépôt lenti- 
culaire, par rapport au point (rémergcnce, une forme 
excentrée, telle que ABCD (fig. 2), la partie AB d amont 
étant moins puissante que la partie CD située en aval. 




Fuî. 2. 

Si la pente, au lieu d'être régulière, comme AFD, 
est variable, les zones d'aplatissement relatif CD, suc- 
cédant aux parties redressées BC, se trouveront avan- 
tagées [fig. 3). 

Nous donnerons plus loin des coupes de la couche grise 
qui reproduisent fidèlement cette allure. 

La fig, 8, dans laquelle nous n'avons figuré qu'une 
seule faille nourricière, du côté gauche, montre que les 
synclinaux sont forcément des régions privilégiées pour 
le rassemblement des dépôts ferrugineux. 

11 est clair que si, au lieu de ne figurer qu'une faille 
nourricière, nous en avions imaginé une autre à droite, 
le dépôt fen'ugineiix, qui finit en biseau du côté du point D, 



DE LA LORRAINE 



157 



se serait dévoloppé au-doLà de ce point, sur le flanc dr(»it 
du synclinal, dans le» niênie.s conditions que sur le flanc 




Fkj. :i. 



gaudie (cas du synclinal de Tuc(iue^ni(Mix, entre les 
failles <rAndun-Ie-Konian et d'Avril). 

5 0. — Troisième cas. 
Formation de dépôts sur soubassement rejeté. 

Supposons qu'une première couche de minerai AIî, for- 
mée par une émission autour du point F {/i(j. 4), ait été 





Fui. 4. 



recouverte d'un banc stérile, et qu'ensuite la faille ait joué 



158 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITOIQUE 

do façon à détorniincr un rejet appréciable FT dans 
les dépots existants. Si une nouvelle émission ferrugi- 
neusi"! se fait jour par la faille, elle ne peut former 
fprune couche CDEK, localisée uni(piement du côté qui 
a été enfoncé. De l'autre côté, les sédiments ordinaires 
peuvent continuer à se déposer et former une couche 
stérile ou pauvre, telle que GH; mais la zone richement 
minéralisée ne s'étendra jamais, de ce côté, bien loin de 
la faille. Ce cas se rencontre : 1° aux failles de Bouvillers 
et d'Audun-lo-Koman, dont le rejet a permis la forma- 
tion d'une (*oucho rouge confinée dans Tangle affaissé 
entn^ ces deux failles ; 2" aux failles de TOrne et du 
Woigot (l'égions de Jœuf et Briey), où l'on voit des 
couches jaune et rouge, confinées au voisinage de ces 
failles, tantôt d'un côté, tantôt de l'autre, suivant les 
affaissements inégaux des lèvres, lors des mouvements 
de dislocation qui ont successivement affecté la région. 
Dans les chapitres suivants, nous allons passer en 
revue les faits qui viennent à l'appui de cette théorie. 

CHAPITRE III. 
BASSIN DE LONOWY. 

On doit distinguer, avons-nous dit, dans le gisement 
lorrain, cinq bassins distincts (outre celui de Nancy 
que nous n'étudions pas), dont les deux extrômes, situés 
au Nord et au Sud, sont les plus anciennement connus. 
Leur description offre par cela même un intérêt assez 
médiocre, et nous ne nous y appesantirons pas longue- 
ment. 

Dans le ])assin sej)tentrional de Longioy-Differdange- 
Villprupt^ des actions de toute nature, physiques, chi- 
miques et dynannques, ont si profondément modifié l'aspect 



PR LA I,OR RAINE 150 

la nature et l'allure des couclios postérieurement à leur 
dépôt qu'il est extrêmement difficile d'en reconstituer la 
genèse. Il serait nécessaire, en tous cas, si Ton voulait 
y parvenir, de pousser ])eaucoup plus loin que nous ne 
l'avons fait l'étude de la topographie souterraine. 

La PI. V ne donne les courbes de niveau que de 20 en 
20 mètres pour la couche grise, qui n'est pas la plus 
importante du bassin. 11 faudrait baser une étude détaillée 
de la région sur Tallure do la couche rouge qu'on exploite 
(avec des calcaires ferrugineux superposés), sur des hau- 
teurs considérables atteignant jusqu'il 7 mètres (mines de 
Saulnes, Herserange, Hussigny). Pour l'étude d'ensemble 
des différents bassins que nous avions spécialement en 
vue, la topographie de la couche grise était la plus inté- 
ressante à envisager. Cette couche a été très bien étudiée 
par nivellements et par analyses, dans les trois bassins 
de Landres, d'Ottange-Tucquegnieux et de l'Orne, et 
nous avons pu en établir des coupes d'ensemble aussi 
exactes que possible. Mais, pour le gisement de Longwy, 
la topographie figurée sur la PI. V n'a d'autre prétention 
que d'indiquer grossièrement l'allure générale du bassin. 

fin examinant les courbes de niveau, on voit que la 
direction des couches est à peu près Est-Ouest, avec 
pendage au Sud. La cote supérieure est atteinte entre 
Differdange et Belvaux, aux environs de l'altitude i<3<j. 
Les parties les plus bassets qu'on ait exploitées se trouvent 
il Lexy, cote 270 ii 260. 

En dessous de cette cote, et dans tout le rentrant 
délimité par Lexy, Ilaucourt, Tierc(^let et Ville-au-Mon- 
t<Ms, on est mal fixé sur la consistance de la formation 
ferrugineuse; il no serait donc pas inutile (Vy faire des 
travaux de recherche. On n'y a pas été beaucoup encou- 
ragé jusqu'à ce jour en raison de l'appauvrissement des 
hinterlands des mines concédées et de la nature siliceuse 
de leurs minerais. La contrée est d'ailleurs mal dess<'rvie 



160 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUK 

par les voies de communication, et aucun haut-fourneau 
n'y est établi (*). 

Nous proposons d*établir trois subdivisions dans le 

groupe de Longwy ; 

1° Subdivision occidentale, h l'Ouest de la faille de 
Long] a ville; 

2° Subdivision centrale, entre les failles de Longlaville 
et de Godbrange ; 

3" Subdivision orientale, entre la faille de Godbrange et 
celle de Crusnes. 



8 1. - 



Subdivision occidentale. — Mines de Lexy 
ET DE Mont-Saint-Martin . 



Il n'y existe qu'une couche exploitable, la grise. 
Ci-dessous deux coupes prises dans la mine de Lexv. 



TOIT DK LA FORMATION. 



MARNK8 MICACEES. 

Formation ferrugineuse conf^tiluée comme suit : 

Marnes ferrugineuses, avec mine friable 

Marne bleue ferrugineuse 

Intervalle Acbislo-marneux avec mclaugc de mine 

Mine rouge friable, très pauvre et bancs schislo-l'errugi- 

neux 

A/ine grist\ avec rugnous pauvres, à liier 

Mur de la formation 



ANALYSE DU MINERAI. 



Fer 34,52 

Chaux 2,46 

Silice 23,40 

Alumine 7,i3 

Phosphore 0,58 



PUITS 

n» 1 


POITS 

n» 2 


O-UÔ 
1 » 
3 90 


0-6:) 
1 » 
3 10 


95 
S » 


65 
2 50' 







(*) Il a été fait tout récemment (i90i) un sondage A Baslieux qui a 
démontré que la puissance de la formation ferrugineuse diminuait sen- 
siblement. Elle n'est plus qu€ de lo à 16 mètres, comprenant trois 
couches de minerai bien distinctes. 



f 



DE LA LORRAINE l61 

La coupe suivante est prise dans la mine de Moiit- 
Saint-Martin (puits n** 10) : 

Alternance de bancs calcaires et de mine très 

siliceuse 2,3o 

Banc coquilUer 0,00 

Mine rouge friable très pauvre et banc schisto- 

ferrugineux 1 ,00 

Banc marneux coquillier 0,30 

Mine yrise^ dont le mur est formé par un grès 
sableux i ,70 

ANALYSE or MINERAI. 

Fer 41,3 

Cbaux 3,34 

Silice 17,83 

Alumine 7,10 

Phosphore 0,00 

Dans les mines de Mexy ot de Mont-de-Chat (lu'on 
exploite, entre les failles de Mont-Saint-Martin et de 
Iy)nglaville, les conditions sont à peu près les mêmes, 
sauf que la teneur en chaux est un peu plus élevée 
(7 à 8 p. 100 dans le minerai de Mont-de-('hat). 

Le fait lopins saillant do ces exploitations, c'est Tamin- 
cissement de la formation et Tabsence de toute couche 
rouge exploitable. 

g 2. — SCBDIVISION CENTRALE. — MiNES DE SaULNES 

ET HeRSERANOE. 



Au contraire, à TEst de la faille de Longlaville, la 
couche supérieure apparaît et augmente graduellement 
de puissance, de façon à donner dans lamine deSaulnes, 
avec le calcaire ferrugiiUMix du toit, des chant icu^s do 
7 mètres de haut. En dessous <le cette couche exception- 
nellement puissante, on trouve, 4 mètres plus bas, une 

Tome 1, 1902. 11 



162 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDË 

couche jaune de 2 mètres et, en dessous encore, la 
couche grise. Ces doux couches sont séparées par un banc 
calcaii'c stérile de 0'",50 environ. La première mérite une 
mention spéciale. Elle est exploitâhle, près de la frontière 
franco-luxembourgeoise, sur 1"*,90 d'épaisseur, «-ivec une 
composition de ii5 à 40 de fer, 2 de chaux et 14 de 
silice. On l'exploite aussi, en Luxembourg, dans les 
mines de la Madelaine et de la Sauvage, où elle est 
réunie à la grise. L'intervalle qui la sépare du mur de la 
rouge est de 10 mètres en moyenne. 

Même consistance à peu près pour la formation exploi- 
tée dans les mines d'Herserange et de Moulaine, sauf 
qu'on n'y trouve pas de couche jaune exploitable. L'épais- 
seur des chantiers de la couche rouge y varie de 4 à 
7 mètres. On en retire un mélange de mine fine, sans 
cohésion, et de petits bancs de calcaire ferrugineux, 
dans la proportion de 15 à 40 p. 100 de mine et 85 à 
60 p. 100 de calcaire (dans la mine de Saulnes, on 
obtient souvent 60 p. 100 de mine fine). La mine fine 
contient : 

Fer de 35 à 40 

Chaux de 6 à 10 

Silice de 10 à 14 

et les calcaires: 

Fer de 17 à 27 

Chaux de 20 à 35 

SiHce de 6 à 9 

§ 3. — Subdivision orientale. — Mines d'Hdssigny 

ET DE VlLLERDPT. 

C'est dans cette région que se trouvent les minières 
d'Hussignv, ainsi que la mine de Michcville dont nous 
avons fait connaître précédemment les coupes et les 



DE LA LORRAINE 163 

analyses. Outre la couche iY)U.ifo, la grise et la noire sont 
aussi exploitables dans la région d'Hussigny. 

Pour la région luxembourgeoise, voici ce qu'on peut 
dire «le la couche noire. Elle finit à ti'ès peu de distance à 
rOuesl de la faille de Godl^range. Son plus grand dévelop- 
pement est à l'Est do la faille ; elle diminue de valeur 
à mesure qu'on s'en éloigne. A Buschenthal-Obercorn, 
elle a une puissance de 2 mètres avec la composition 
suivante : fer, 40; chaux, 4; silice, 1(3. 

La couche rouge, qui atteint son apogée à Saulnes et 
Hussigny, décroît vers Villerupt. Dans la concession de 
Ce nom, elle ne dépasse guère 2 mètres de puissance, et 
nécessite «lu triage. Dans le Nord de la concession de 
Cnisnes, au Sud de celle de Villerupt, un puits d'aérage, 
qui a trouvé le mur de la cou(*he grise à l'altitude 337,9.'>, 
a reconnu les couches rouge, grise, noire et verte, avec 
les épaisseurs suivantes : 

Couchf rouge 1,93 explcntable avec 4 lianes 

calcaires intercalés, me- 
surant ensemble 0,53. 

Calcaire gris marneux 1,11 in«\xpl()itable. 

<^ucho grise i,71 dont 0,75 au toit d'assez 

bonne qualité, le reste 

marneux, 
i^alcaire très marneux 2,90 

Couche noire 1 ,20 minerai brun, marneux, 

pauvn*. 
OihairH gris dur 0,20 

Couche verte 1,13 avec 2 rognons de cal- 

TOT.VL li^H 'f "•'■' •^'"'."""' •'/'""•^""P 

de pyrite de fer, inexploi- 
table. 

Le souilage H, dans la concession de Fillières, adonné : 

Epaisseur Ft-r «■.baux Silice Alumine 

Couche rouge. .. . 1,72 37 8 17 

Couche grise 1,72 33 9 49 8 

Couche verte 1,15 35 10 16 10 



1(54 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUÉ 

La teneur élevée de ces minerais en silice se retrouve 
dans la plupart des recherches des environs; d'oii Topi- 
nion généralement admise que le prolongement méri- 
dional du bassin de Longwy est siliceux. Nous verrons 
plus loin que les sondages de Bazailles (FG) et de Ville- 
au-Montois (FB) ne sont pas de nature à modifier cette 
appréciation (*). 

Entre Fillières et Errouville, les courbes 260 et 240 
dessinent un synclinal secondaire, orienté vers TOuest, 
dans lequel deux sondages I et K sont tombés. La 
couche grise de ces deux sondages est tout à fait 
remarquable et dénote un enrichissement exceptionnel. 
En effet, on a : 

Au sondage I, une puissance de 2'",40, avec : fer, 41; 
chaux, 4; silice, 15; 

Et au sondage K, 3°',80, avec : fer, 37 ; chaux, 8 ; 
silice, 14. 

Plus au Sud, sur le revers du synclinal, le sondage M 
n^a donné qu'une couche très médiocre de 2", 80, avec : 
fer, 28; chaux, 9; silice, 18. 

§ 4» — Failles nourricières du bassin. 

Pour les raisons déjà développées précédemment, il est 
difficile de préciser les circonstances de la genèse des 
minerais dans le bassin de Longwy. D'une façon générale, 
la détermination des points (f émergence sera d'ailleurs 
Un problème toujours très difficile à résoudre pour les 
liaisons suivantes : 

Les cheminées qui servaient, le long des failles, à Tas- 
Cension des eaux chargées de fer, sont relativement peu 
nombreuses et peu étendues ; leurs emplacements occupent 



(^) Le sondage de Basiieux (FK) Ta confirmée de nouveau récemment. 



DE LA LORRAINE 165 

donc un espace tout à fait restreint comparativement au 
développement des failles. Ainsi, par exemple, la faille 
d'Audun-le-Roman-Ottange est connue sur une longueur 
de plus de 20 kilomètres. En supposant qu'elle ait donné 
naissance à dix émissions occupant chacune un espace do 
10 mètres en movenne, il faudrait des circonstances 
exceptionnellement favorables, et qui ne se rencontre- 
mnt peut-être jamais dans la pratique, pour qu'on puisse 
obser>-er une de ces émergences. Il paraît bien évident 
cependant que, si Ton pouvait, par des travaux de mines, 
rejoindre une des cheminées ascensionnelles, on ne man- 
querait pas (Fètre frappé par Taspect particulier des dé- 
pôts }'• contenus, qui ont dû s'effectuer dans des conditions 
de chaleur et d'agitations exceptionnelles. Ce n'est que le 
hasard qui pourrait amener une pareille rencontre, puisque, 
sur plus de 20 kilomètres, il n'y aurait en tout qu'une cen- 
taine de mètres occupés par les cheminées ascensionnelles. 
D'ailleurs, il y a une raison qui s'oppose à ce que les failles 
soient explorées souterrainement. Elles sont accompa- 
gnées d'une quantité d'eau tellement c<msidérahle que les 
exploitants de mine cherchent à les éviter le plus pos- 
sible. 

Les régions où l'on s'est le plus approché jusqu'ici des 
failles nourricières sont celles (rAudun-le-Tiche et d'Ho- 
mécourt ; mais, dans Tun comme dans l'autre cas, on n'a 
pas percé dans la faille principale. On n'a fait que recou- 
per des diaclases parallèles ou perpendiculaires. 

En ce qui concerne le bassin de Longwy, on y connaît 
une faille importante, celle de Differdange-Godbrange, qui 
occasionne un rejet de 35 mètres environ du côté de l'Ouest. 
Elle n'a malheureusement pas pu être explorée en terri- 
toire français, la partie occidentale de la concession de 
Crodbrange qu'elle traverse étant sous l'eau. L'opinion des 
exploitants, basée sur les recherches faites, il y a environ 
vingt-cinq, ans en vue de l'obtention de la concession, est 



L 



166 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLn'HIQUE 

plutôt coiilraire à l'idée d'un embellissement des couches 
au voisinage de la faille. On semble être d'accord pour 
estimer que les couches les plus riches sont situées dans 
la région comprise entre Hussignv, Belvaux et Redange 
La coupe des minières d'Hussigny, donnée au chapitre I", 
qui dénote l'existence d'une formation ferrugineuse de 
30 mètres, et celle des mines de Saulnes, qui est à peu 
près équivalente, laisseraient supposer d'après cela que 
les émissions ferrugineuses étaient situées, d'une part, 
entre Redange et Differdange, et, d'autre part, entre cette 
dernière localité et Saulnes. 

On n'a pas encore signalé de failles passant entre ces 
localités ; mais il se peut que les ouvertures ayant livré 
passage aux sources n'aient pas donné lieu ultérieurement 
à des rejets appréciables. Deux faits permettent de re- 
garder connue assez plausible l'hypothèse de deux failles 
nourricières, situées de part et d'autre de la faille de 
Godbrange : 

1° A l'Est de cette dernièi*e, sur la limite orientale de 
la concession d'Hussigny, on a trouvé des fissures large- 
ment ouvertes, qui absorbent les eaux cinndant dans les 
travaux du voisinage. C'est dans cette région de la mine 
que la couche exploitée est la plus belle et donne des 
chantiers de 6 mètres de hauteur; 

2"* A l'Ouest de (Todl)range, au hameau de la Sauvage, 
il existe une crevasse qui a livré passage autrefois à une 
source incrustante ayant formé un dépôt d(» tuf considé- 
ralde. C'est encore dans cette régi(m que la couche rouge 
et les calcaires ferrugineux réunis donnent des chantiers 
de <j k 7 mètres. 

Les exploitations à ciel ouvert, situées à proximité de 
la faille de Godbrange, dans le Luxembourg, n'ont pas 
révélé de différen<-e de composition de part et d'autre de 
l'accident. 

La formation ferrugineuse présente, à l'Est comme à 



DE LA LORRAINE 167 

rOuest, la ccnipe ci-après : 

0"*,!>0 Calcaire comj»acL 

2 50 Calcaire ferru{jineu.r supérieur. 

3 00 Calcaire marneux stérile. 

4 00 Calcaire ferrugineux inférieur. 

3 00 Stérile. 

2 00 Couche rowje. 

4 50 Cialcaire marneux un peu ferrugineux. 
2 20 Couche tjrise. 

1 80 Calcaire marneux stérile. 

2 00 Couche noire. 



Total.. 25™, 30 

En rr.snmé : 1° rauginentation de richesso do la couche 
rouge k la Sauvage et a Hussigny ; 

2** L'existence de la couche noire dans la dernière de 
ces localités et celle de la couche jaune dans la première 
(Voir délimitation de 1^ PI. V); 

3** L'amincissement en biseau de la formation vers TEst, 
il Villerupt, et vers TOuest, à Longlaville, sont autant 
d'arguments qui militent en faveur de Thypothèse des 
deux émissions dont il vient (Tètre question. 

Si on considère spécialement la couche grise, on se 
trouve, en outre, amené à faire intervenir les failles de 
Mont-Saint-Martin et <le Crusnes. 

La première a donné naissance à la vallée de la (/hiei-s, 
qui est profondément encaissée dans sa partie située au 
Sud de Longwv. Il en est tout autrement au Nord, où les 
érosions ont ouvert ti-ès largement la plaine entre Pé- 
lange et Halanzy, et ont détruit comj)lètement le gite. 

Une émission ferrugin(Hise a pu exister sur le trajet 
de la faille, dans le triangle formé par Long\vy, Halanzy 
et Pétange, sans(iu'aucune trace en subsiste de nos jours. 

Un raisonnement analogue s'applique k la faille de 
Crusnes. Si Yon suppose qu'une^ émission ferrugineuse a 
existé autrefois près de l'emplacement actuel de la ville 



108 I.E GISKMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

d'Esch, on est dans l'impossibilité de la déterminer au- 
jourd'hui. 

Les érosions qui ont décapé le gîte dans le Luxem- 
bourg, sur le passage des failles de Mont-Saint-Martin et 
d'Escli, ne laissent donc place qu'à des suppositions. 

Ce n'est que dans la région Sud-Est du bassin do 
Longwy qu*on peut reconstituer d'une façon plus précise 
l'emplacement d'un groupe d'émissions d'où seraient 
sortis les minerais de la région de Bréhain, Errouville, 
Fillières. 

Nous avons relaté précédemment les résultats satisfai- 
sants donnés par les sondages I et K. Si on en rapproche 
ceux do la région située à l'Est de la faille (région de 
Crusnes-Aunietz), on arrive à conclure que des sources 
ferrugineuses se trouvaient sur la faille de Crusnes, non 
loin de l'emplacement de cette localité. La faille devait 
être en ce point très franchement ouverte puisqu'elle a 
pris ultérieurement un rejet d'une centaine de mètres. 

A l'Est comme à l'Ouest de la faille, les minerais sont 
siliceux en couches inférieures (verte, noire ou brune). 
Cela tendrait à prouver que les deux lèvres de la cas- 
sure étaient peu dénivelées à cette époque, puisque, d'un 
côté comme do l'autre, les couches se constituaient d'une 
façon identique. 

Au contraire, la couche grise est complètement diffé- 
rente d'une lèvre k l'autre. Elle est siliceuse et peu 
épaisse dans la direction du Sud-Ouest (Crusnes-Fillières); 
elle n'a plus que 1",62 au sondage H, et, au sondage J, 
elle n'est plus discernable, tandis qu'aux points G et K 
elle a, au contraire, 3'",30 et 3°*,80 avec 37 p. 100 de fer. 

Du côté de l'Est (région de Crusnes-Aumetz), elle est 
puissante et calcaire; aux points E et L, elle a 3™, 24 et 
3™, 42 ; elle croît jusqu'à 6 et 8 mètres vers le Sud-Est, 
c'est-à-dire dans la région située en contre-bas du point 
d'émergence. 



DE LA LORRAINE 



1(59 



Il résulte de laque la faille, on jouant de nouveau pour 
former la couche grise, adonné lieu à un rejet vers TEst. 

L'effet inverse a dfi se produire à Tépoque de la couche 
rouge, attendu qu'elle est meilleure à TOuest qu'à TEst. 

§ 5. — Considérations générales sur les minerais 

DU bassin de Longwy. 

D'une façon générale, le bassin de Longwy no donne 
donc que des mines siliceuses, sauf dans les conchos de 
calcaires ferrugineux, qui ont un autre grave défaut, celui 
d'ôtre pauvres en métal. 

Les analyses suivantes, empi-untoos à la notice do 
M. ringénieur des mines Dondolinger (Exposition Univer- 
î^elle de 1900), montrent que les couches du district de 
Diffordange, en Luxembourg, méritent les mornes cri- 
tiques. 

DISTRICT DE D1KFERDAN<;E. 



DI9TIIICT DE DIFFEBDAMiE 



, .:alcaire8 ( Mine fine H friable. . 
Ifcrni^oeux <'*'<^"'*^' .■rru«r„.enx 
^ I ronipa**!-. 

!iu>Q(be roupe 

j'AU'*h« prise 

,'louche noire 



KRR 



18,17 

:a,7i 

40,10 

a«.i,eo 



THAL'X 



33,32 
H,94 
5.20 
r).30 



SILICE 



11,03 

8,48 
14,7t> 
1 5,(W 

i»;.io 



AI.IMIMK 



5,79 

2,28 
0,78 
«.B3 
r..43 



l'HOAIMiORK 



0,71) 

0,53 
0,80 
0,83 
0.81 



Les minerais du bassin do Longwy conviennent parfai- 
tement pour la fabrication des fontes de moulage ; mais 
ils sont trop silicieux pour la production de la fonte Tho- 
mas. Les aciéries étaient donc obHgées jusqu'ici, pour 
obtenir un produit convenable, d'augmenter la proportion 
de la chaux, en faisant entrer dans leurs lits do fusion une 
quantité considérable de calcaires ferrugineux ; malheu- 
reusement, la faible teneur on fer de ceux-ci al)aissait 
beaucoup le rendement du haut-fourneau. 



170 LE GISEMKNT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Pour y roinédior, l(*s luaitres de forges français ont du 
acheter dans le Luxembourg des minerais richos et non 
siliceux, tels que ceux d'Escli et de Rumelange, dont 
ci-dessous la composition : 

Fer Chaux Silice Alumine Phosphore 

Couche rouge triée d'Esch . 40,98 7,40 8,41 4,85 0,77 
Couche jaunede Rumelange. 3G,03 45,00 7,50 5,44 0,85 
Couche grise de Kumelange. 33,24 16,34 6,84 5,23 0,80 



§6. — Historique rapide des travaux de recherches, 

DE 1883 A 1899. 

C'est pour répondre à ce besoin de minerais riches et 
calcaires que les métallurgistes ont procédé à une pre- 
mière série de recherches, en 1883, dans le bassin de 
rOrne. La raison qui leur avait fait choisir cette région 
était Texistonce, en Lorraine annexée, des mines de 
Moyeuvre, proches de la frontière, qu'on connaissait 
depuis longtemps comme très riches en bons minerais. 

Mais, si les mines de l'Orne convenaient assez bien, en 
raison de leur situation lopograpliique, aux usines des 
environs de Nancy, elles étaient moins bien situées pour 
celles du groupe de Longwy. Des recherch(»s qui auraient 
permis de découvrir un gisement calcaire au Nord de 
celui de TOrne auraient donc eu une importance décisive 
pour ces usines, qui se seraient trouvées ainsi moins éloi- 
gnées de leurs matières premières. 

Pour quelles raisons et par suite de quelles circons- 
tances malheureuses les sondages de Sancy, Trieux et 
Avril, qui furent exécutés, en 1883, au Nord de la faille 
d'Avril, furent-ils considérés comme négatifs, c'est ce 
que nous expliquerons un peu jdus loin. Toujoiu's est-il 
que ce n'est que dix ans plus tard qu'un groupe d'explo- 
rateurs eut l'idée de recommencer, à Saint-Pierremont, 



DE LA LORRAINE 171 

une nouvelle tentative, qui fut cette fois couronnée de 
succès. Ce fut le signal d'une nouvelle campagne de re- 
cherches très active qui amena la découverte du bassin de 
Tucquegnieux, en 1894-1896. 

Progressant de l'Est à fOuest, la série des sondages 
de recherches fut poussée jusqu'à la voie ferrée de Nancy 
à Longwy et même au delà. C'est de cette deuxième série 
de travaux que résulta la découverte du bassin de LauihTs, 
en 1895-1898. 

Les concessions instituées à la suite de ces recherches, 
qui ne comportent pas moins de quatre-vingt-neuf son- 
dages pour les seuls bassins de Tucquegnieux et de 
Lindres, ont fait l'objet de décrets datant de 1899 
et 19(X). 

Si nous suivions l'ordre ehronologi(ine, nous devrions 
donc décrire tout d'al)ord le bassin de l'Orne, puis celui 
de Tucquegnieux, et en dernier lieu celui de Landres. 

Le procédé inverse nous paraît plus conunode pour la 
clarté de Texposition. Nous allons donc décrire successi- 
vement : 

P Le bassin de Landres ; 

2** Le f)assin de Tucquegnieux ; 

y Le bassin de rOrne. 

Nous utiliserons, pour cela, la topographie souterraine 
de la PI. V et diflerentes coupes d'ensend^le suivant les 
directions marquées par les chiffres romains l, II, lll, c^tc, 
jusqu'à XII sur cette même planche. 

Nous croyons utile, à ce propos, de faire remarquer 
ime fois pour toutes que les régions situées dans le voisi- 
nage immé(hat des failles, et surtout des croisements de 
failles, étant très disloquées et très dérangées, il ne faut 
pas s'attendre à ce que la représentation qui (M1 est donnée 
dans notre carte et dans nos coupes soit d'une exactitude 
ab.sohie. C'est un fait bien connu que les failles (pii 
découpent la formation ferrugineuse sont non pas simples, 



172 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITIIIQUE 

mais multiples; les rassures, sensiblement parallèles, qui 
font partie du mc^me aecident, occasionnent des rejets suc- 
cessifs, de même sens ou de sens inverse, qui donnent 
aux surfaces de séparation des couches une allure en 
marche d'escalier, qu'on observe surtout sur le flanc des 
vallées, où les él)oulements ont encore accentué le phé- 
nomène. 

Quoi qu'il en soit, nous ne considérons, dans chaque 
zone de cassure, que la direction mère, et nous faisons 
al)straction des rejets partiels qui se produisent dans le 
voisinage immédiat de l'accident. 

flnfin, une dernière remarque qui expHque la grande 
régularité de la distribution de la couche grise. Les 
ouvertures par lesquelles se produisaient les émissions 
ferrugineuses dans les premiers temps de la formation 
n'offraient ({ue des dénivellations peu importantes. La 
nature plastique des formations keupériennes et liasiques 
constituant la partie supérieure de Técorce terrestre à 
cette époque était, en effet, compatible avec des phéno- 
mènes de plissement et de simple crevasseraent ; tandis 
que phis tard, sous l'inlluence de mouvements orogéniques 
répétés, et en raison de la nature cassante des terrains 
de Toolithe, les assises (hi l)ajocien et du bathonien se 
sont disloquées avec* dos rejets assez considéraldes. Les 
dénivellations, au voisinage des failles, n'ont donc acquis 
une certaine importance qu'après les dépôts ferrugineux. 



1 

nk LA LORRAINE 173 



CHAPITRE IV. 



BASSIN DE LANDBES. 



§ 1. — G)UPES LONGITUDLVALE ET TRANSVERSALE 

DU BASSIN. 

On se rondi'a compte de la consistance de ce bassin en 
examinant les conrhes de niveau de la PI. V et les 
coupes III et IV de la PI. XI. 

La faille de Bonvillers est celle qui a livre passage aux 
émissions ferrugineuses. Celles-ci étaient probablement 
localisées en grande partie k l'extrémité méridional(4 de 
la faille, près du point CH. Si l'on fait abstraction, pour 
le moment, de la coulée qui descendait sur Mairy, dans 
le bassin de Tucquegnieux, le minerai du bassin de 
Landres, formé par ces émergences, était entraîné de 
préférence le long de la pente du fond de la mer dans la 
direction du Sud-Ouest. La terminaison de la couche en 
biseau est visible aux sondages de Dommary (CO) et 
d'Et<m (FA). A ce dernier, on ne trouve plus qu'une couche 
de 2",24 contenant 30 de fer, tandis (^ue, dans toute la 
région concédée, l'épaisseur de la couche oscille entre 5 et 
7 mètres, et la teneur en fer entre 40 et 42 p. 1<J0. 

L'aplatissement d'Amermont correspond à une suré- 
p<'ûsseur qui porte la puissance de la couche à 7"', 21 
(Voir coupe III, PI. XI). Le comptage de la hauteur des 
couches n'ayant de valeur qu'autant que l'analyse des 
différents bancs a été faite d'une façon détaillée, nous 
croyons utile de reproduire ci-dessous les analyses des 
différentes carottes retirées du sondage B\V. 



174 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

COMPOSITION DE LA C0U<:HE GHISE DU SONDAGE d'aMERMONT (BW). 

[Epaisseur totale de la couche, *",2l.) 



hB^IONATlOM 

de« carottes 

Numéros 
(lordre 



53 



54 



;>o 



5l> 



57 



58 



50 



60 



61 



62 



03 



64 



65 



li«t 



6' 



68 



6'.) 



70 



72 



73 



74 



HAUTKLK UF.8 
<:AH0TTE8 



battues 



0,47 



retirées 



m. 
0,:30 


m. 
0,17 


0,30 


0.18 


0,28 


0,24 


0.33 


0,33 


0,22 


0. 22 


0,33 


0,32 


0,30 


0, 25 


0,34 


0,28 


0,30 


0,21 


0,32 


0,32 


0,30 


0,28 


0,35 


0,25 


0,28 


0,11 






0,30 


0,20 


0.:i8 


0,37 


0,30 


0.29 


0,38 


0,37 


0,40 


0.40 


0, 37 


0,37 


0.32 


0,31 


0.38 


0,35 



0.47 



Fer 




ANALYSES 


Chaux 


Silice 


AU>ii« 


40,00 


8 » 


7.20 


6,72 
7,21 


41,44 


7,20 


7 .. 


•44,10 


5,08 


6,60 


7,15 


42 » 


6,80 


6, .30 


6,49 


42, 19 


6,28 


6,30 


6,33 


44, îH) 


4,28 


7,04 


6,77 


45,13 


4,08 


6,60 


7,26 


45, 55 


3.(W 


6,28 


6,52 


40,23 


11,28 


6 » 


6,46 


44,01 


7,28 


5,92 


7,04 


39,48 


8,88 


6,80 


7,59 


42, 89 


4,80 


7,16 


7,20 


31.69 


18,08 


6,24 


7,46 
7,90 


45,64 


5,28 


6,80 


26,29 


24,08 


5,10 


6,43 


41,63 


6,48 


6,08 


7,07 


43. TA 


4,08 


6 .. 


7,51 


41,91 


8,68 


5,18 


6,39 


40,09 


8,40 


6 ». 


7,53 


.35,19 


11,92 


6,(Vi 


7,39 


3S. 30 


11,28 


5,84 


7,73 


3',. 35 


13,76 


6,46 


7,14 


32, 34 


16.08 


6,60 


7,06 



Pk9&pkor« 



0.6,39 



0,C83 



0,711 
0,822 



0,667 
0,617 



0,666 



0,6'.0 



0,670 



0,639 



0,556 



0,606 



0,572 
0,733 
0,417 
0,695 
0,556 
0,4.30 
0,806 
0,778 
0,528 



0,455 



0,511 



DE LA LORRAINE 



175 



Altitude du mur de la couche : 33™, 22; profondeur du 
mur: 225"',92. 

La coupe IV inoutre la répartition transversale des 
minerais dans le synclinal, et leur disparition siu' Tanti- 
rlinalde Xormy. La liniito méridionale du bassin exploi- 
talile coïncide, en réalité, avec la naissance de Tanticli- 
iird Norrov-Oondrecourt, dont les courI)es de niveau do la 
PI. V montrent nettement Tallure. 

La limite septentrionale du bassin n'est pas formée par 
un anticlinal ; aussi la formation ferrugineuse se continue- 
l-elle de ce côté bien au-delk de la zone concédée, mais 
avec une teneur en fer peu élevée et une proportion de 
silice qui ôte toute valeur aux minerais. C'est ainsi, par 
exemple, que la couche grise a la compasition suivante, à 
Bouvigny, Avillers, Domprix, Higny. 



COMPOSITION DE LA COUCHK GHISE. 



AOXOAOR 



BouTigoy (EB) 
Anllera (EN).. 
Domprix (00) . 
Higrny (EF) ... 



éPAISRECn 


KER 


CHAi;X 


RlUCK 


2-,15 


2G 


(i 


42 


1 ,H2 


24 


» 


34 


3 ,4U 


21 


11 


31 


4 ,66 


24 


12 


30 



La couche grise est donc inexploitable dans ces diffé- 
rents points. Le flux ferrugineux qui y parvenait, par la 
dispersion en éventail du produit des émergences de 
Landres, était en trop faible quantité rehUivement à 
l'apport de matières pauvres par la sédimentation ordi- 
naire. Cet apport consistait à l'époque en sable (piartzeux 
à peu près pur ; c'est ce qui explique la proportion de 
silice de 30 à 40 p. 1(X) dans la couche. L'élément sili- 
ceux n'étant pas incorporé cliimiquemeid au minei'ai et 
s'y trouvant simplement à Tétat d(î mélange, il en résulte 
que les produits sont d'une grande friabilité. 

Au terminus d'Eton, c'est par défaut de matière ferru- 



176 LE GISEMKNT DE MINEKAI DE FER OOLlTHIQÛE 

ginouse que la couche s'amincit en même temps qu'elle 
s'appauvrit ; dans toute la région de Landres, Dommary, au 
contraire, elle est formée à peu près exclusivement par 
le minerai seul. 

L'allure de la couche, en pente continue depuis la cote 
120 environ jusqu'à à Dommary, s'accorde avec ce fait 
que les minerais purs sont distribués, suivant une zone 
allongée, dans le sens de la plus grande pente. 

La différence de 120 mètres qui existe aujourd'hui 
dans les niveaux de la couche, entre les deux points 
extrêmes de Mont et de Dommary, n'est pas évidem- 
ment celle qui existait au moment du dépôt ; la pente 
était alors moins forte ; elle s'est augmentée lors des mou- 
vements postérieurs. 



§ 2. — Faiu.e nourricière de Bonvillers. 



Aujourd'hui, la faille deBonvillers montre, sur sa lèvre 
occidentale, le bathonien inférieur à un niveau plus élevé 
que le bathonien moyen sur sa lèvre orientale, ce qui 
correspond à un rejet d'une cinquantaine de mètres vers 
l'Est. Si on examine les courbes de niveau (PL V) de la 
couche grise, de part et d'autre de la faille, on constate 
que la dénivellation est en concordance avec cette obser- 
vation. 11 n'y a qu'à comparer, d'autre part, les coupes 
des sondages CR et DH, d'une part, et CS, de l'autre 
(PI. X), pour voii' combien est sensible la différence de 
composition de la formation ferrugineuse de part et 
d'autre de la faille. 

Faille de Norroy-le-8ec. — Il convient de rattacher à la 
faille de Bonvillers la faille de Norroy, qui se relie elle- 
même à l'anticlinal de Norroy-Gondrecourt. Elle a dû 



DE LA LORRAINE 177 

être nourricière aussi, mais moins abondamment que celle 
de Bonvillers. Car, si le sondage CF est excellent, le 
sondage DA est médiocre. 

A CF, on trouve 5", 80 de couche grise (Fe, il ; CaO, 
12 ; SiO-, 6), et, à DA, on no trouve que l'",80 avec 
Fe, 33 ; CaO, 14 ; SiO^, 6. 

Le rejet de la faille de NoiToy dans le voisinage de 
cette localité est inverse do celui de la faille Bonvillers ; 
il paraît être également un peu plus faible. 

C-et abaissement inverse explique Tallure des courbes 80 
et KX), dont Técartement grandit de plus en plus do part 
et d'autre de CE et CF, au fur et à mesure qu'elles se 
rapprochent de la faille. 

Cette irrégularité <lans Tallure du mur de la couche 
est la conséquence des mouvements que le sol a subis pos- 
térieurement au dépôt du minerai. Ils ont contribué à 
refouler davantage vers le Sud-Ouest Tanticlinal de 
Norroy-Gondrecourt, et, par contre-coup, ont altéré 
quelque peu la régularité du synclinal adjacent, notamment 
près du sondage de Dommary (CO), oîi la courbe 20 dessine, 
dansla<lirectionde TOucst, un crochet qui peut surprendre 
à première vue. 



$ 3. — ^ Couches accessoires dans le bassin de Landres. 
Couche noire de Xh^ry-Circourt. 



Dans le bassin de Landres proprement dit, si riche en 
couche grise, les couches inférieures (brune, noire, verte) 
sfjnt insignifiantes et absolument inexploitables. Il en est 
de même des couches supérieures (couches jaune, rouge, 
et calcaire ferrugineux). 

Dans les nombreux sondages faits au Nord-Ouest du 
bassin, et notamment dans les environs de Domprix, Preu- 

Tome i, 1902. 12 



178 LE GISEMENT DE MINEKAI DE FER OOLITHIQDE 

tin et Xivry-Circourt, on a trouvé, au contraire, en dos- 
sous de la couche grise, une ou deux couches, qui seraient 
la brune, la noire ou la verte. (Il est difficile de bien 
distinguer ces différents horizons, les bancs étant abso- 
lument privés de fossiles et les minerais se présentant 
constamment avec un même aspect brun verdâtro.) 

Au Sud-Ouest d'une ligne passant par Avillers et Ré- 
chicourt, aucun sondage n'a donné de bons résultats, 
ainsi que le montre le tableau suivant : 



DÉlIONAnon DEI BONDAOKS 



Uoudelaacourl (BY) 
Bourigny (EB) . . . . 
Bouligrny (CD) 

BaroDCoart (CA) . . . 



ipArUBDRdMCOIChlt 

(loire M Tdrte) 


FBR 


CBAUX 


SlUCE 


l-,80 


19 


10 


34 


1 ,35 


20 


6 


43 


2 ,55 
1 ,50 


26 
26 


4 
8 


U 
35 


3 ,80 
,45 


16 
23 


14 
4 


40 
46 



Au sondage d'Avillers (EN), on commence à rencontrer 
une formation plus riche, savoir : 
Couche noire : 5"", 22. 

Fe 28 4- CaO 2 + SiO^ 37, 

Couche verte: 1°*,00* 

Fe 26 + CaO 3 + SiO^ 27. 

Au sondage d'Avillcrs (CM), on trouve une couche 
(verte ou noire?) de l^jôO avec 40 de fer et 24 de 
siHce. 

Enfin la région de Domprix, Preutin et Xi\Tv-Circourt 
est caractérisée par les résultats suivants : 



DE LA. LURRAINE 



179 



ÙÉSI0XAT105 DBft SÛMbAOn 



XiTry-iJrcourl (EO) 

Domprix (ET) 

Domprix (CU) 

Prevtin (EPi 

Xirry.areoort (EE) 
AiTry-Circourt (EL). 

UimlEF) 

Preatin (ED) 



iPAIMBCR DES 








(:oucHiw(Hirt,Tert«) 


m 


CHAL-X 


MLtCB 


4-, 66 


34 


3 


27 


1 ,20 


38 


3 


21 


G ,99 


35 


11 


8 


3 ,83 


39 


4 


17 


1 ,30 


31 


12 


17 


2 ,86 


26 


7 


38 


2 ,87 


39 


5 


19 


3 ,21 


33 


5 


27 


2 ,62 


38 


5 


20 


1 ,70 


40 


4 


16 


3 ,00 
,61 


Non analytét 


3 ,01 


30 


9 


26 



Hypothèse d'une faille nourriciôre entre la vallée de la 
Pienne et la vallée de la Crusnes. — Si on envisage spé- 
cialement les sondages dans lesquels la teneur en fer 
s élève à 38 et 40 p. 100, c'est-à-dire ET, CU, EP, EE, 
EU, on remarque qu'ils sont distribués suivant une zone 
allongée du Nord-Nord-Est au Sud-Sud-Ouest de la cote 
liO à 80. 

Il est donc probable que la minéralisation do cette 
ri»gion dépend cfune faille nourricière située en amont de 
la courbe 140. Les émissions ferrugineuses provenant de 
cette faille ont dfi être faibles pendant la période de la 
formation de la couche grise. Cette dernière couche est, 
en effet, inexploitable dans la région considérée ; il est 
néanmoins intéressant de remarquer que c'est encore aux 
sondages ET et EU qu'elle atteint sa richesse maximum. 

Ci-dessous le tableau des résultats donnés par les 
sondages de la région, en couche grise. 






180 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



DéSlONATION DBB 80ÏIDA0E8 



Xivry-Circourl (EO) 

Domprix (ET) 

Domprix (OU) 

Preulio (EP) 

Xivry-Circourt (EE) 
Xivry-arcouri (EU) 

lligny (BF) 

Preulin (ED) 



él'AISSKUR DR LA 
COOCBK ORIIK 


FER 


CHAOX 


SILICE 


2-, 09 


19 


12 


43 


7 ,16 
1 ,45 


28 
35 


5 
6 


32 
25 


3 ,40 


21 


11 


31 


5 ,34 


20 


17 


18 


4 ,11 


22 


6 


44 


1 ,64 
1 ,85 


25 
35 


7 
4 


40 
25 


4 ,66 


24 


12 


30 


6 ,89 


19 


30 


15 



Nous verrons plus loin que certains faits topographiques 
nous conduisent à admettre Texistence d'une faille dite 
de Joppécourt, entre Boismont et Mercy-le-Haut. 

Sous Domprix, où les Hux ferrugineux émis par les 
failles de Bonvillers et de Joppécourt ont dû se rejoindre, 
la formation est extrêmement épaisse ; car, en dehors 
des couches mentionnées .aux deux tableaux qui pré- 
cèdent, on y a remarqué une épaisseur de 7",68, occupant 
le niveau de la couche jaune et contenant en moyenne : 

Fe : 19; CaO : 26; SiO^ : 30, 

avec des bancs beaucoup plus riches, où Ton remarque 
dos teneurs de 27 à 31 en fer. 

(Une remarque du môme genre est à faire pour le son- 
dage CD de Bouligny, où une couche située au-dessus de 
la couche grise a une puissance de 5°',2(), dont on reti- 
rerait, par triage, au moins 3 mètres d'un produit con- 
tenant 35 de fer et 12 de silice.) 

Ces deux sondages sont situés sur la région limite de 
la superficie exploitable, où Ton observe, comme nous le 
montrerons plus loin, un surépaississement très notable 
de la zone minéralisée. 



DE LA LORRAINE 181 



§4. — RÉGION RESTANT A EXPLORER. 



Il resterait encore à explorer, aujourd'hui, pour com- 
pléter la reconnaissance du bassin de Landrcs, la région 
comprise entre Xivry-Circourt et la vallée de la Crusnes, 
en dessous de Bazailles. Il est très probaf)le que les 
couches noire ou verte v existent dans des conditions à 
peu près identiques à celles qui se rencontrent dans la 
région de Xivry-Circourt, car les sondages FB et FG de 
Bazailles et Ville-au-Montois, placés plus au Nord, ont 
donné les résultats que voici : 

Sondage de Ville-au-Montois (FB), couche noire ou 
verte : 

Epaisseur : 2", 17. 

Fer : 33; Chaux : 5; Silice : 20. 

Sondage de Bazailles (FG), couche noire ou verte : 
Epaisseur : 1",75. 

Fer : 38; Chaux : 5; Silice : 42. 

La couche grise de ces deux sondages est caractérisée 
par les données ci-après : 
Sondage FB : 4™,16. 

Fer : 38; Chaux : 3; Silice : 21. 

Sondage FG : 3", 85. 

Fer : 37; Chaux : 4; Silice : 23. 

Nous ne citerons que pour mémoire doux sondages qui 
ont été entrepris à Saint-Pierrevillers et Xouillon-Pont en 
DQ el EH, ainsi qu'un troisième, BZ, à Arael. Ils ont été 
certainement arrêtés dans les calcaires ferrugineux et 



182 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUÊ 

n ont pas atteint le niveau de la couche grise. Il ne 
faut donc pas en faire état, et nous ne les citons ici que 
pour déclarer qu on doit les considérer comme nuls et 
non avenus (*). 

En définitive, les points où il serait intéressant aujour- 
d'hui d'entreprendre de nouvelles recherches pour déter- 
miner Textension du bassin, si elle existe vers le Nord- 
Ouest, sont ceux qui se trouvent de part et d'autre de la 
ligne qui joint Xivry-Circourt à Pierrepont. La vallée de 
la Pienne s^allongc suivant cette direction, et son con- 
fluent avec celle de la Crusnes en amont de Pierrepont 
semble faire ressortir l'existence d'un groupe de frac- 
tures important. 

On connaît, à Boismont, un amas de tuf calcaire très 
considérable qui décèle l'existence d'une ancienne source 
incrustante, dont rabouchement sur la vallée de la 
Crusnes correspond sans doute àTouvorture d'une faille. 
Il n'y aurait rien d'impossible à ce qu'une formation de 
minerai plus ou moins riche existât dans cette région, 
insuffisamment explorée. Une couche jaune de qualité 
passable, rencontrée aux sondages de Bazailles et de 
Ville-au-Montois, viendrait à Tappui de cotte supposition. 
Cette couche jaune a : 

Au sondage FG : 0",87 do puissance et : 

Fer : 37; Chaux : 4; Silice : 21. 

Et au sondage FB : 2"*, 40 de puissance avec : 

Fer : 30; Chaux : 4; Silice : 30. 

Il est enfin intéressant de remarquer que les courbes 
de niveau, de 200 à 100 et, à un degré inoindre, celles 



(•) Un sondage nouveau (FQ) a été exécuté récemment à l'Ouest de 
Mcrcy-le-Haut et à l'Est du sondage EU. Ses résultats ne diffèrent guère 
de ceux qui ont été trouvés à ce dernier. Mais il a donné au point de 
vue topographique des renseignements d'un haut intérêt. 



bE La LORRAiXK i83 

de 100 à 0, dans leur tendance à s'infléchir vers TOuest, 
à Textrémité de la région explorée, ébauchent un syn- 
clinal très aplati (que nous proposons de désigner par le 
nom de Xivrv-Circourt), dans lequel on aurait des 
chances de rencontrer un enrichissement. 

Faille de Joppécoort. — Il semble qu'on puisse déjà, 
sans trop s'aventurer, tracer la faille nourricière qui 
aurait donné naissance au bassin de Xivrv-Circourt. Entre 
les sondages FQ et EU, il passe certainement une faille, 
car le mur de la couche grise est à la cote 185 dans 
le premier et à 132 dans le second, et il est tout à fait 
impossible, en conservant la continuité des courbes, de 
raccorder ces <leux résultats sans tidmettn* une faille 
entre les deux. D'autre part^ entre Joppécourt et Mercy- 
le-Bas, existe une perte d'eau très importante, qu'on 
appelle « le Grand-Bichet » et qui jalonne très proba- 
blement un second passage de l'accident. C'est en nous 
guidant sur ces deux observations que nous avons tracé 
sur la PI. V la faille de Joppécourt. Elle viendrait se 
terminer, du côté du Nord, à la cassure deBoismont et, du 
côté du Sud, à la faille de Mercy-le-Haut. Sa présence 
expUquerait le relèvement du plateau sur lequel se trouve 
cette localité, dont le nom est caractéristique. 

§ 5. — RÉPARTITION DU FER, DU CALCAIRE ET DE LA SlLICË 
DANS LES MINERAIS DU BASSIN DE LaNDRES. 

Partage du gisement en trois zones. — Si Ton com^ 
pare les compositions de la couche grise aux son- 
dages CH, DB et EB, on constate des différences consi- 
dérables entre elles ; de CH à DB, la distance n'est 
pourtant, à vol d'oiseau, que de 3 kilomètres. Elle est do 
4 kilomètres entre DB et EB. 



18i LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



COMPOSITION DE LA COUCHE GRISE. 



SOnDAOKS 



CH 
DB 
EB 



ÉPAISSBOn 



6,25 
8,73 
2,15 



riR 



41 
32 
26 



CHAUX 



12 

18 

6 



SIUCR 



6 

6 

42 



Ces sondages correspondent à trois zones distinctes, 
dans lesquelles les minerais sont respectivement : 

1** Très riches et moyennement calcaires ; 

2* Moyennement riches et très calcaires ; 

3* Pauvres et siliceux. 

En examinant un par un les résultats de toutes les 
recherches du bassin de Landres, nous avons été amené 
à les délimiter comme l'indique la PI. VI. 

La première zone comprend les régions marquées (1) 
et (2); 

La deuxième zone, les régions (3) et (4) ; 

La troisième zone est désignée par le chiffre (5). 

Bég^ion (1) de la première zone. — Les minerais de 
cette zone ont une texture très fine, dans laquelle on ne 
distingue plus les oolithes. Leur couleur est rouge 
brique ou sang de bœuf. Dans le sondage DH, on a même 
trouvé un banc dont la couleur est noir bleuâtre. Nous 
revendrons plus loin sur cette particularité. 

Région (2) de la première zone. — Les minerais de cette 
région sont oolithiques, et leur couleur est grisâtre comme 
à l'ordinaire. 

Le tableau suivant résume la composition de la couche 
dans Tensemble de la première zone. On peut dire qu'elle 
est caractérisée par le produit moyen : fer, 41 ; chaux, 
10 ; silice, 6. 



DE LA LORRAINE 



185 



SO.HOAO» 



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2 ' CB. 

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6 85 
6 42 

6 92 
6 65 



8 
5 
7 
4 
6 



63 
68 
21 
75 
40 



I 



rER 



41 
41 
40 
41 

42 
40 
40 
42 
41 
42 
42 



CHAOX 



12 

12 

13 

9 

9 
11 
11 
9 
9 
6 
9 



SILICE 



6 

6 
6 



6 
6 
5 
5 
6 
6 
6 



On trouvera aux Annexes {Pièce Ao) la coupe complote 
(le la formation ferrugineuse du sondage CB. 

Ci-après, nous reproduisons celle du sondage DH de 
Joudreville, située dans la région (1). C'est la carotte 46 
de ce sondage, qui offre la couleur noir bleuâtre si spé- 
ciale que nous avons mentionnée plus haut. 



186 LK alSGHENT DE UINFIRAI DE FER OOLtTHIQtlE 











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bE LA LORRAINE 

































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188 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQrR 

Dans la coupe suivante, prise dans la région (2). au 
sondage CE de Pienne, la constance de la teneur en silice 
des différents échantillons est remarquable. 

Deuxième zone. — La deuxième zone, qui comprend les 
régions (3) et ( i), est celle des minerais très calcaires ; les 
rognons de calcaires ferrugineux incorporés dans la 
couche n'ont pas do délimitation bien nette; ils passent 
insensiblement au minerai riche; leur triage constitue par 
cola même une oi^ération très délicate. 

La région (3) est caractérisée spécialement par une 
accumulation insolite du calc^iire, qui se traduit par un 
suréi)aississement de la couche dont la puissance excède 
8 mètres. 

Dans la région (i), l'épaisseur de la couche diminue 
ainsi que la teneur en fer; en outre, la concentration du 
calcaire en rognons tend à devenir moins nette : la 
chaux est disséminée dans la masse du minerai d*une façon 
plus uniforme. 

L(^ tableau ci-après donne la composition de la couche 
grise dans ces doux régions, qui correspondent au produit 
moyen suivant : for, 34; chaux, 17; silice, 8. 



iinMi)%nKs 



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LPM'iSSrR 



8 73 



3 78 

'2 34 

5 01 

G ?5 



FER 



33 

38 
30 
32 



•28 

31 
34 



ORAUX 



17 
18 
14 
18 



21) 
17 
20 
15 



niLICB 



8 
8 
7 
6 



8 
9 
7 
8 



Dans la coupe délailloe du sondage EL, que nous re- 
produisons ci-contro, on a analysé séparément : 1° les 



DE LA LORRAINE 



189 



portions de la couche riche en mine proprement dite ; 
2" les bancs de calcaire ferrugineux. 

SOND.vr.E DS LANDRES (EL). 

Coupe de la couche grise mélangée de rognons calcaires. 

Epaisseur totale : 8™, 13. 



?iriiiR08 

det 
rmroUM 



54 



an 



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57 



58 



59 



60 



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62 



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64 



65 



6H 



67 



68 



69 



70 



71 



72 



73 



<o 



70 



77 



HAUTBCR 



bftttne 



0,40 



0,30 



0,30 



0,20 



0,35 



0,30 



0,30 



0,33 



0,30 



0,37 



0.3! 



0.37 



0,;i7 



0,43 



0.36 



0.35 



0,37 



0,39 



0,35 



0.35 



0.37 



0.34 



0.37 



0,32 



retirée 



A.HALYHB8 




Toit de U couche à l'altitude 154*, 51 



0,30 



0,28 



0,20 



0,25 



0,18 



0,28 



0,34 



0,33 



0,27 



0,37 



0,31 



0,37 



U.:i7 



0.43 



0,36 



0,3:^ 



0.39 



0,39 



0,32 



0.:i9 



0,37 



0,3'. 



0,37 



0,32 



CompotitioD moyenne : 



0*,70 de mine : 
34,64 I 13,16 ) 12,04 I 

1*,04 de mine riche : 
39,53 I 9,52 I 8,25 | 

et 0*,85 de calcaire : 
23,13 I 27,86 | 0,37 | 

1*,27 de mine riche : 
39,40 I 10,54 1 8,66 1 

et 0",99 de calcaire : 
28,î:9 I 22,70 I 6,06 | 

1*,3Ô de mine riche : 
39,0'* 1 10,84 I 8,06 1 

et ()",86 de calcaire: 
23,13 I 27,86 | 6,83 | 

0*,66 de mine riche : 
35,50 1 10.46 1 11,80 I 

et 0*.41 de calcaire: 
17,32 34,41 5,60 



32,71 



17 



1.15 



17,44 



18,35 



28,10 



17, .56 



25,06 



18,28 

27,88 

18, :« 
32 » 

21. M 



Nous donnons, en outre, la coupe du sondage DB, qui 
montre la possibilité d'obtenir un produit à 36 p. 100 de 



190 I.B GISEMENT 1>K MINPJtAI DE KER OOI.ITHIQUE 













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DE LA LORRAINE 191 

fer en n'exploitant la couche que sur la hauteur des huit 
premières carottes, c'est-à-dire sur 4°*, 50 environ, et en 
abandonnant dans la mine lès bancs inférieiu's, excessive- 
ment calcaires (*). 

Pour caractériser la région (4), nous reproduisons la 
coupe du sondage CX. Elle se rapporte à la couche en- 
tière, d'une hauteur de 5", 9i. En pratique, les bancs infé- 
rieurs, ^caractérisés par les carottes 57 à 60, seront à 
dédaigner, et on n'exploitera pas plus de 4°,50, comme 
dans les cas précédents (**). 



(*) On a cherché h définir la richesse (l*(in sondage par le produit 
d une multiplication dont l'épaisseur de la couche et sa teneur moyenne 
en fer seraient les facteurs; on conçoit que ce produit peut varier 
beaucoup d'un sondage à l'autre si la coupe de la foimation fernigineuse 
est faite inégalement. C'est ainsi que le sondage DB aurait pu se trouver 
iléfmi par une couche de 4-,50 seulement au lieu de 8",13. 

("*) L'observation déjà faite précé<lemment au sujet du sondage DB 
s'applique également à (3X, qui aurait pu tout aussi bien être défini 
par une couche grise de 4",50 que par 5'",91. 

La définition de la richesse d'un sondage par le produit obtenu comme 
il est dit plus haut n'est donc admissible que pour les régions (1) et (2), 
dans lesquelles la couche est, sans conteste, exploitable sur toute sa 
hauteur. 



192 I.E GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITmQUE 



SONDAGE DE LANDRBS (CX), COUPE DE LA COUCHE GRISE 

Epaisseur totale : 5",9i. 



OéSlGNATIOIl 

des 
carottes 






44 



45 



4G 



47 



48 



49 



50 



51 



52 



53 



54 



55 



5« 



57 



;)8 



59 



60 



HAOTBOR DES CAR0TTE8 



battues 



0-,50 



44 



a3 



50 



50 



48 



28 



22 



50 



30 



20 



25 



30 



40 



30 



30 



30 



retirées 



0-,29 



44 



33 



48 



56 



débris 



28 



22 



26 



30 



20 



25 



22 



08 



20 



30 



débris 



Fer 
■«talli^ie 



34,36 



35.19 



33,65 



3.5,83 



36,98 



35,73 



30,60 



21, 9i 



39,97 



26,85 



35,14 



32,37 



30,79 



18,36 



20,73 



26,75 



•i4,87 



ANALYSES 



Cbaoz 



14,44 



13,27 



15,18 



12,77 



10,35 



11,83 



18.49 



24.36 



7,74 



22,38 



13.00 



18,39 



18,82 



33,:« 



29,97 



21,20 



25,63 



Silice 



7,74 



6,85 



5,95 



5,90 



6,66 



6,45 



5,78 



5,60 



7,58 



5,36 



7,14 



6,15 



6,71 



3,76 



4,2'4 



8,16 



6,15 



1 



Alumine 



7.17 



8,30 



6,67 



7,48 



8,85 



7,85 



7,04 



7,02 



9,56 



6,68 



8,45 



5,61 



6,84 



3,37 



5,34 



4,70 



4,01 



La troisième zone ne comprend plus qu'une autre couche, 
pauvre et très siliceuse. 

Nous avons donné plus haut (p. 175 et 180) la composi- 
tion moyenne des sondages EB, EN, CU, EF, EO, ET, 
EP, EE, EU, ED. Pour préciser davantage, nous repro- 
duisons ici la coupe détaillée du sondage EP. 



De la lorraine 



193 



COUCHE GRISE DU SONDAGK DE PREUTIN (EP), 

Epaisseur : 5™,29. 



MUHifcROS 

des 
e«rottes 



81 



S2 



83 



84 



85 



86 



87 



88 



89 



90 



91 



92 



93 



94 



95 



■AOTEUR DBfl CAR0TTB8 



battues 



0-,10 



20 



16 



t2 



32 



40 



22 



32 



52 



32 



60 



42 



53 



47 



37 



retirées 



0-,2d 



20 



47 



16 


18,04 


22 


22,10 


32 


23,57 


40 


21, li 


22 


23,41 


32 


21,54 


52 


20,48 


32 


19,27 


60 


18,00 


42 


16,38 


53 


19,80 


47 


17,92 



Fer 



21,00 



20,14 



AlfALYSB 



Chaux 



•23,50 



21,90 



20,80 



16,01 



20,10 



20,60 



15,54 



17.32 



10,47 



10,13 



11,18 



19,44 



13,77 



13,26 



Silice 



18,68 



17,15 






24,85 



20,80 



21,05 



23,65 



23,78 



34,39 



39,23 



44,16 



34,00 



36,23 



41,41 



Alumine 



4,07 



4,04 



5,68 



6,25 



4,48 



5,05 



6,20 



6,32 



7,99 



7,15 



5,39 



1,77 



t,8l 



3,93 



10 
marne 



La teneur élevée en silice de ces produits et leur faible 
richesse en fer les rendent absolument inutilisables. 

§6. — Réactions chimiques servant a expliquer 
la formation des deux zones exploitables. 



L'existence des trois zones si différentes qui vienn(^nt 
d'être décrites montre, selon nous, que le carbonate de 

Tome 1, 1902« 13 



194 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE 

chaux qui accompagne les composés du fer, dans le bassin 
de Landres, a la même origine que ceux-ci. L'élément 
quartzeux, si abondant dans la troisième zone, est, au con- 
traire, dû à rapport des agents de sédimentation. 

Les minerais du sondage CE (p. 187), où la silice n'appa- 
raît que dans la proportion de 5 à 6 p. 100, contiennent 
certainement une grande partie de cet élément à Tétat 
combiné avec le fer et l'alumine. Le silicate de fer, en 
particulier (chlorite), est reconnaissable à la couleur verte 
qu'il donne à la pâte, dans laquelle les oolithes d'hydroxyde 
sont enchâssées. Il se peut, en outre, qu'il y ait aussi de 
la silice libre. 

Zone des minerais calcaires. — L'accumulation du car- 
bonate de chaux dans la deuxième zone (régions 3 et 4) 
peut s'expliquer comme suit : 

Parvenues dans les eaux sous-marines par une émergence 
telle que a située sur la faille nourricière de Bonvillers 
(PI. VI), les matières amenées de la profondeur à l'état de 
dissolution, grâce à la haute thermalité des sources et à 
la grande tension de l'acide carbonique, subissaient des 
sorts différents, suivant la stabilité de leur combinaison : 
1** les silicates et les phosphates subsistaient dans leur 
état primitif et se laissaient entraîner, soit par la gravité, 
soit par les courants, sans subir de modifications ; 2"* le 
carbonate de chaux subsistait partiellement tant qu'il res- 
tait assez d'acide carbonique pour le maintenir dissous à 
l'état de bicarbonate ; 3* le carbonate de fer, très instable, 
au contraire, se décomposait rapidement pour engendrer 
un peroxyde qui se précipitait. Des eaux riches en carbo- 
nate de fer pouvaient néanmoins, en raison de Tafflux 
incessant de cet élément (*), subsister jusqu'à une certaine 



(*) Les agents d'oxydation pouvaient devenir à certains moments in- 
suffisants et se trouver impuissants h, transformer le fer au minimum 
en peroxyde. 



DE LA LORRAINE 195 

distance de rémergenre et le charrier sur uu grand 
trajet. 

Zone des minerais purs. — La région l, qui est, comme 
nous l'avons dit, celle des minerais rougeâtres, constituait, 
pour rémission située au point a, le laboratoire principal 
où s'effectuait la décomposition du carlxwiate de fer. Cette 
région est allongée suivant la pente depuis le sondage CH 
jusqu'au sondage CB. D'une part, l'agitation de l'eau et la 
rapidité avec laquelle se précipitait l'oxvdc de fer ne per- 
mettaient pas la formation de grosses oolithes ; d'autre 
pari, la chaleur ambiante communiquait aux dépôts la 
couleur rougeâtre qui les caractérise. 

La chaleur du milieu n'était pas produite seulement par 
la dispersion dans la mer des produits liquides ou gazeux, 
à température élevée, que dél)itaieiit les sources, mais 
aussi par voie de réaction chimique. 

Phénomènes calorifiques attribuables à la décomposition 
du carbonate de fer. — On sait que la transformation du 
carbonate de fer en peroxyde est accompagnée d'un déga- 
gement de chaleur qui atteint, d'après les données de la 
thermochimie, 65 calories par kilogramme de carbonate. 
Cette quantité de chaleur est presque suffisante pour 
élever le carbonate de for à la température de 400'', qui est 
celle de sa dissociation. 

Cette propriété est mise à profit à Bilbao, comme on 
sait, pour calciner à très peu de frais 1(* cnrbonate de fer 
de ce gisement. Le minerai de carbonate, transformé en 
oxyde parle grillage, a une texture homogène et un aspect 
noir bleuâtre, qui se retrouve dans le banc déjà signalé du 
sondage DH. En se reportant à la coupe de ce sondage 
donnée p. 186, le lecteur remarquera la teneur élevée en 
fer, 40,46 p. lOO, et la faible perte au feu, 10,81 p. 100, de 
la carotte 46. Cet échantillon est celui qui offre d*une 



196 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQtJÈ 

façon si frappante Tanalogie qui vient d'être signalée 
avec le carbonate grillé de Bilbao. 

Pour les couches de Lorraine, la teneur de 49 p. 100 
est tout à fait une exception. Elle dénote qu'il s'est fait, 
dans les régions du sondage, une concentration anormale 
du produit ferrugineux, et, par suite, un dégagement de 
chaleur insolite. 

Dans la carotte 46 du sondage DH, la partie la plus 
foncée est véritablement analogue au carbonate grillé de 
Bilbao, car elle renferme 60,89 p. 100 de fer. C'est la 
teneur la plus élevée qu'on ait jamais trouvée dans le gi- 
sement lorrain. L'analyse est absolument certaine, ayant 
été contrôlée par trois laboratoires différents (*). 

La couleur rouge et la couleur noir bleuâtre des mine- 
rais dont nous venons de parler n'ont rien de commun 
avec celle que prennent les minerais ayant subi l'action 
prolongée des eaux. Ces derniers sont ocreux; ils tachent 
les doigts en jaune très facilement. 

Dans la région avoisinant le sondage DP, on a reconnu 
récemment, en faisant un sondage de reconnaissance 
pour préparer le fonçage du puits de la concession de 
Landres, qu'mi courant d'eau circulait dans la couche 
grise sous une pression élevée (18 atmosphères). Les 
effets de ce courant d'eau sont décelés, au sondage DP, 

(*) Voici l'analyse complète de ce très curieux banc de minerai qui 
offre une densité tout à fait exceptionneUe : 

Perte au feu 4,68 Contenant: 

Silice 3,10 per mételUque. . . . 60,89 p. 100 

Alumine 4,30 Phosphore 0,61 — 

Chaux 2,10 Soufre 0,02 — 

Magnésie 0,17 

Protoxyde de fer 28,59 

Peroxyde de fer 55,21 

Oxyde de manganèse . . . traces 

Acide sulfurique , 06 

Acide phosphorique 1,40 

Total 100,21 



DB LA LORRAINE 197 

par l'aspecît anormal des minorais de certaines parties de 
la couche. Notamment ceux de la carotte 35 ont une 
couleur ocreuse, très différente de la teinte grise des 
autres bancs, et en tous points analogue à celle des 
minerais d affleurement. 



§ 7. — Action des courants. 

Ainsi, d'une part l'aspect spécial des minerais (texture 
et couleur), d'autre part la répartition du fer, du calcaire 
et de la silice, dans les trois zones que nous avons décrites, 
militent en faveur de la théorie des failles nourri- 
cières. 

n faudrait certainement, pour expliquer toutes les par- 
ticularités du gisement, tenir compte du rôle qu'ont pu 
jouer les courants contemporains. 

On ne peut faire, à cet égard, que des suppositions. 

Une de celles qui paraissent les plus vraisemblables 
consiste à admettre Texistence d'un entraînement des 
produits rejetés par les sources, vers le Nord-Ouest, soit 
du point a de la faille de Bonvillers, vers Domprix. 

La saillie que font les limites des zones 2 et 3 dans 
c^tte direction serait la conséquence de cet entraîne- 
ment. 

Dans les deux sondages CM et ET, on a trouvé des 
épaisseurs considérables de bancs minéralisés, sans zone 
exploitable bien nette. 

Au sondage CM, le niveau de la couche grise est repré- 
senté par une hauteur de IS"", 48, dont les différentes par- 
ties donnent à l'analyse des teneurs en fer, comprises 
entre 15 et 30 p. 100, en chaux 10 à 20, et en silice 20 
à 40. 

C'est la partie inférieure, sur 1",05, qui présente surtout 
les caractères ordinaires extérieurs de la couche grise ; 



1^8 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

(le là vient que, sur la coupe IV et à VArinexe A^, le 
sondage est figuré avec une couche grise de 1",05 seule- 
ment. 

Le sondage ET a été extrêmement curieux au point de 
vue de la dissémination de la minéralisation. 

En voici la coupe résumée : 

SONDAGE DE DOMPRix (ET). — Morts- terrains : 188^,50, 



FORMATION FBRROOINBUSI 



Calcaire ferrugineux 

Coucbe rouge mameuMe 

Calcaire coquillier 

Couche rougre 

Calcaires marneux et marne 

Couche jaune (?) (très mélangée de sté- 
rile) 

Marne grise ^ 

Calcaire coquillier 

louche grise (très mélangée de rognons). 

Marne grise 

(Couche bmne 

Marne grise 

Couche noire 

Marne rerdltre ferrugineuse 

Couche verte compacte 



Total. 





coM^ 


osmo^is MO 




Fer 


Chaux 


3-, 90 




- 


1 ,20 


30 


17 


1 - 






1 ,% 


3! 


16 


9 ,16 






7 ,68 


19 


25 


3 ,8C 






,20 






7 ,16 


28 


5 


,69 






1 ,45 


35 


6 


3 ,05 






1 ,20 


38 


3 


3 ,15 






,99 


35 


K 


46 ,59 



Silice 



14 
12 

30 

32 
25 
21 
11 



L'épaisseur considérable de la formation de c^ sondage 
est due surtout aux sédiments pauvres qui se sont mêlés 
aux minerais. Dans les couches de 7™,68 et de 7", 16, où 
la silice figure en moyenne pour 30 et 32 p. 100, l'irré- 
gularité de la compositicm est extrêmement grande. 

Suivant que Télément minerai ou le sédiment prennent 
la prépondérance, la teneur en fer dans la couche de 
7"46 varie de 18 à 38 p. ICKJ; la teneur en chaux, de 
2 à H, et celle de la silice, de 17 à 54. L'alumine est 
toujours en faible quantité, soit de 2 à 7 p. 100. 

Il est à présumer que, sur toute la lisière de la zone 2 
(région 4), la consistance des couches traduit d'une façon 
analogue la rencontre des sédiments quartzeux avec les 
flux de minerais provenant de la faille nourricière. 



de la lorraine 199 

§8. — Contact, a Mur ville, du bassin de Landres 

AVEC le bassin DE TUCQUEGNIEUX. 

A la pointe Nord-Est du bassin de Landres, il existe 
un antagonisme du même genre non plus entre un flux 
ferrugineux et des sédiments pauvres, mais entre des flux 
ferrugineux de provenances diverses. A hauteur du son- 
dage DC, la limite du bassin de Landres fait, en effet, un 
rentrant vers TOuest qui est dû au flux ferrugineux 
fourni par la faille nourricière d'Audun-lo-Roman. 

Les sondages CV et DK, qui sont tout à fait caractéris- 
tiques de la deuxième zone (régi(m 4), sont en effet très 
différents du sondage DC. 

Au sondage DK, la couche grise a 6™ ,03 de puissance, 
avec une partie centrale excessivement calcaire. 

La partie supérieure, sur 2™,34, a la composition sui- 
vante : 

For 32 

Chaux 17 

Silice 9 

et la partie inférieure, sur 1",50, la composition : 

Fer 27 

Chaux 19 

Silice il 

Au sondage CV, les résultats sont à peu près similaires, 
savoir, couche grise de 6", 89, avec partie centrale extrê- 
mement calcaire. 

La partie supérieure, sur 3™, 78, a la composition 
movenne : 

Fer 28 

Chaux 20 

Silice 8 



21XJ LK GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

et la partie inférieure, sur 1",56, la composition: 

Fer 20 

Chaux : 22 

Silice 24 

L'augmentation de la silice dans les produits de son- 
dage CV tient à ce qu'il est tout près de la lisière de la 
région 4. 

Lo sondage DC, au contraire, a rencontré une couche 
grise d'excellente qualité, soit : 

l Fer 39 

Epaisseur : 5™,94 ! Chaux ... 10 

( Silice 8 

Ce sondage est dans la première zone du flux prove- 
nant de la faille d'Audun-le-Roman, tandis que les deux 
précédents sont dans la deuxième zone du flux de Bon- 
villers. 

Pour compléter la description de la région, ajoutons 
enfin qu'au sondage DM, situé au Nord de la faille d'Au- 
dun-Ie-Roman, la couche grise est très pauvre et n'a que 
1™,92 d'épaisseur. 

Il est incontestable que les environs de Murville, où se 
trouvent les quatre sondages que nous venons de passer 
en revue, constituent une région de transition, ce qui n'est 
pas pour surprendre, si l'on attribue aux failles nourri- 
cières un rôle décisif dans la répartition des minerais, 
attendu qu'il y en a trois qui se terminent non loin de 
Murville, savoir : celle de Bonvillers, celle d'Audun-le- 
Roman et celle de Mercy-le-Haut, 



de la lorraine 201 

§9. — Terminaison du bassin de Landres 
dans sa région méridionai^. 



Nous n'avons parlé, dans tout ce qui précède, que de la 
limite septentrionale du bassin de Landres, où l'élément 
siliceux se montre de plus en plus prépondérant. Il faut 
remarquer, à ce propos, que, depuis cette limite jusqu'aux 
affleurements de la couche grise dans le bassin de Longwy, 
cet élément ne cesse de jouer un grand rôle dans la 
composition des assises. Il est probable qu'il provient de 
la destruction des formations puissantes de grès qui 
existent dans le Luxembourg, dans le lias inférieur (siné- 
murien), qui devaient être émergées à cette époque. 

Sur la lisière Sud du bassin de Landres (région de Gon- 
drecourt), il n'en est plus de même. 

Les sédiments sont surtout argileux et Ton a trouvé, au 
sondage AX, par exemple, dans les échantillons ferrugi- 
neux jugés digne de l'analyse, des teneurs en alumine 
variant de 10 à 20 p. 100. 

La deuxième zone paraît insignifiante sur la bordure 
méridionale de la zone exploital)le. Elle comprendrait : 

1** Le sondage DA, où la couche grise n'a que 1",80 
d'épaisseur et 33 de fer, 14 de chaux et 6 de silice; 

2° Le sondage EM, où elle a 3"* ,91, dont 1 banc supé- 
rieur de l'',35 avec : fer, 26; chaux, 17; silice, 14; 
1 banc intermédiaire très pauvre de 1",13; et 1 banc 
inférieur de 1",43 avec : fer, 22 ; chaux, 20; silice, 15; 

3** Le sondage CZ, où la couche a 5", 45 avec des teneurs 
en fer variant de 16 à 25 et une teneur en chaux moyenne 
de 20 p. 100. 

La faible importance de cette zone, comparée à celle 
de la région Nord du bassin, semble être l'indice d'un 
défaut de courant dans la direction du Sud-Ouest. 



202 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE 

Avant de quitter le bassin de Landres, une dernière 
remarque. 

Il est probable que des dépôts de minerais plus ou 
moins calcaires se sont effectués dans les différents 
bassins, suivant un processus analogue à celui qui vient 
d'être étudié en détail pour le bassin de Landres. Ce der- 
nier se prêtait d'autant mieux à une étude de ce genre 
qu'il a été exploré avec beaucoup de soin et qu'il est en 
quelque sorte isolé des autres bassins. Le régime de la 
sédimentation y est aussi, en raison de son éloignement 
des bords de la mer toarcienne, plus régulier et plus 
uniforme que dans les autres bassins trop rapprochés du 
littoral. Dans ceux-ci, Tinfluence des courants venant des 
régions exondées, et charriant des sédiments de nature 
diverse, calcaires, argileux ou quartzeux, s'est fait 
davantage sentir et masque plus facilement le rôle des 
failles nourricières. 

11 ne sera donc pas possible, dans ce qui va suivre, 
d'analyser la répartition des minerais en aussi grand 
détail. Le niveau de la couche grise, où les dépôts lenti- 
culaires fournis par plusieurs émergences se sont con- 
fondus, est celui qui offre le plus de complications à cet 
égard. Ce n'est que dans les horizons inférieurs ou supé- 
rieurs (niveaux des couches noires ou rouges) que le 
rattachement des zones de richesse aux failles nourri- 
cières sera possible, parce que les émissions, beaucoup plus 
faibles, sont restées indépendantes et isolées. Nous aurons 
soin de faire ressortir ces rapprochements dans la des- 
cription des deux bassins : 1° d'Ottange-Tucquegnieux ; 
2° de l'Orne, à laquelle nous allons maintenant procéder. 



DE LA LORRAINE 203 



CHAPITRE V. 
BASSIN FOTTANaE-TUCQUBONIEnX. 



PREMIÈRE SECTION. 
Couche g^rise. 

1. — Faille d'Ottange-Acdun-le-Roman envisagée 

comme nourricière. 

La faille d'Ottange-Audun-le-Roman est certaineraont 
a nourricière la plus importante qu'il y ait lieu de consi- 
dérer dans ce bassin. Elle se distingue très nettement à 
la surface du sol, où Ton suit sa trace depuis Rumelange 
jusqu'à Murville. 

Dans son trajet sur le territoire français, sa direction 
est sensiblement N. 63"* E. Dans la partie luxembour- 
geoise et allemande, comprise entre Rumelange et Lude- 
lange, elle est orientée N. 35° E. Entre Ludelange et la 
frontière française, elle s'incurve vers le Nord en laissant 
Boulange au Sud. Le rejet se fait constamment sur la 
lèvre orientale. Il est faible à Ottange, où les courbes do 
niveau de la couche n'indiquent qu'une dénivellation de 
10 à 15 mètres. Il augmente jusqu'à Ludelange où il 
atteint 40 mètres. A hauteur de Boulange, il est de 
30 mètres environ; dans la partie française, il se réduit 
à 25 ou 20 mètres. Auprès d'Audun-lo-Roman, la faille 
met en regard le bajocien supérieur et le bathoniou infé- 
rieur, celui-ci se trouvant sur la lèvre méridionale. 

A Boulange et Ludelange, les cartes allemandes 
montrent les marnes de Gravelotte (du bathonien moyen), 
abaissées au niveau de l'oolithe de Jaumont (du bathonien 



204 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

inférieur). Le tracé superficiel de la faille est, d'après 
cela, parfaitement connu; il est, en outre, confirme par 
les résultats des sondages. 

Sondage de Ludelange (TU). — Celui qui a été exécuté, 
en 1898, par MM. de Wendel, à Ludelange (YU), est 
certainement tombé dans la zone des brouillages de cette 
faille; car, à difi*érentes reprises, Teau et les produits 
broyés qui séjournent d'ordinaire dans le fond du trou de 
sonde ont disparu ccmiplètement. 

Les résultats de ce sondage étant très intéressants, 
nous en reproduisons ci-après la coupe, que nous devons à 
Tobligeance de la maison de Wendel. 

La puissance exceptionnelle de la formation (57", 65) 
est due à Texistence de la couche rouge sableuse qui 
occupe la partie supérieure de la formation et à la facilité 
avec laquelle les sédiments pouvaient se rassembler dans 
le fond du synclinal. C'est à ce phénomène qu'il faut 
attribuer les épaisseurs considérables données pour la 
couche grise dans les coupes jointes au mémoire de 
M, Kohlma.nn{Sthalun(/ Eiserij 1898), dont quelques-unes 
sont reproduites à la PI. VIIL 

Malheureusement, ces coupes, qui ne sont accompagnées 
d'aucune analyse, ne permettent pas de se rendre compte 
de l'importance des bancs exploitables. 

Ce qui paraît certain, c'est qu'on commettrait une grande 
erreur en se basant sur les épaisseurs figurées dans ces 
schémas pour en déduire les tonnages utiles. 

Dans le sondage de Rochonvillers (YM) — PJ. VIII — 
pai- exemple (n° 16 de la carte de M. Kohlmann), la 
couche grise est figurée avec une puissance de 10", 08, 
qui est la plus grande de toutes celles qui aient été 
publiées jusqu'à ce jour; mais rien ne fait connaître dans 
quelle proportion le minerai pourrait en être utilisé. 



DE L.\ LORRAINE 



205 



SONDAGE DK LUDELANGl:; (YU). 

Cofe(/croW/!ce; 339,13. 



Disi«5ATI03l DBS COCCHU 



Toit d« la formation 

i>>oeh« roug^e Mbleu»c. . . 
(Calcaire ferru^neux 



Terrain broyé 

Minerai rougeilre. 



Marne. 



Mine routje. 



Minerai nisàlre. 
Terrain broyé. . . 



Mine jaune. 



Marne et minorai. 
Terrain broyé. . . 



Couche grise 

i^eaire et marne. 



Couche brune 



Marne 

Couche noii'f verdàtre. 
Mur de la formation . . . . 



ALTITUDES 

du mur 



108,78 
140, :i8 

î'iô,88 



EPAiaeiEL'RS 



7-,»iO 
11 ,00 

i ,40 
2 ,30 

,3» 



4 ,01 



OSAKRVATin.^S ET ANALYSIÙS 



Sur une hauteur de 2*,.'Hl, on n'a 
pas vu beKoin de curer le trou 
de sonde, les matiôrefl broyées 
étant entraînées dans les cre- 
vasse». 



:• échanlilloDit analysés : 
Fer. Chaux. 

I 23 20 

II 4U :• 

III 29 2:. 



ïîilice. 
lî» 

7 



4 



i2y,03 



111,13 



1 ,75 








1 ,10 


On n'obtient ni 


carottest, ni 


curafre. 




1 3 échantillons 
\ Fer. 
/ IV 20 


analysés: 






Chaux. 


Silice. 


3 ,80 


14 


2'i 




iV 24 
fvi 23 


12 


:<0 




15 


28 


1 ,00 








2 ,<iô 


.Ni carottes, ni 


curage: 






t .\Dalyse d'un 
) Fer. 


échantillon 




2 ,15 


Chaux. 


Silice. 




/ VII 47 


3 


8 


7 ,35 


1 








/ .\nalyses de divers échantillons: 




\ Fer. 


Chaux. 


Silice. 


r, ,75 


/ VIII 38 


4 






i IX 37 
( X if, 


8 


15 




17 


38 


,'i0 


1 








XI 14 

{ XII 33 


8 


34 


3 .\0 


9 


il 




1 XIII 35 


fi 


il 


EpaisHeiir totali* 


. . . r)7-,65 



Sondage de Tresaange (YV). — A défaut de renseigne- 
ments précis sur ce sondage (YM),nous pouvons citer ce- 
lui de Tressange (YV), exécuté, en 1899, par la maison 
de Wendel. Situé dans la partie centrale du synclinîd, il 
accuse une couche grise de 11™, 65; mais, en réalité, il 
ny a qu'un banc de 2",50 véritablement riche; le reste 
est du calcaire ferrugineux. 



206 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



SONDAGE DE TRESSANGE (YV). 
Cote d4i Vorificc : 342,58, 

CO.NSISTANGR DB LA COUCHE JAUNE ET DE LA COUCHE GRISE. 



DBSIO.^ATION on CODCIU 



Toit de U couche jaune.. . 
Couche jaune 



Couche yrine . 



ALTITCDES 

du mur 



134,03 
128,!)3 



110,08 



BPAISSKUnil 



5-, 50 



nilRBRVATJONS ET ANALYSES 




Analyses sur érhantillons: 

Fer. Chaux. .Silice. 
I 30 23 3 

Analyses de 8 échantillons: 
Ker. Chaux. Silice. 
1» l(i 



2;) 
2.) 
15 
45 
47 
46 



9 

2.3 

37 

5 

3 

4 

27 



2a 

31 
11 
5 
9 
8 
8 
5 



N. H. — La proportion des rognons calcaires mélangés à la mine dans la moitié 
inférieure de la couche atteint à peu prés 50 p. lOU. 



§2. — RÉGION OCCIDENTALE DU SYNCLINAL d'OtTANGE. 

District d'Aumktz. 



Dans les sondages ZH, ZI, ZK, ZM, ZL de la région 
d'Aumetz, voisine de la frontière, la couche grise aurait 
de 7 à 8 mètres, d'après les coupes de M. Kohlmann 
(PL VIII). En réalité, la moitié senlement, soit 4 mètres 
environ ou 5 mètres au plus, peut être considérée comme 
exploitable pratiquement, avec une teneur moyenne de: 
fer, 35; chaux, 14; silice, 8. 

Le sondage E de Crusnes, en France, séparé des pré- 
cédents par la faille médiane, est moins bon (PI. X). 

11 n'a rencontré qu'une couche grise médiocre de 4", 39 
avec : fer, 28 ; chaux, 22; silice, 7. 

Résultats analogues au sondage L d'Errouville, 3™, 42 
avec 30 de fer, 19 de chaux, 5 de silic(». 



DE LA LORRAINE 207 

Plus au Sud encore, à Serrouville, oii la faille de 
Crusnes et la faille médiane se rejoignent, la couche 
grise disparaît. Le sondage de Serrouville (N) (qui a été 
vérifié par un autre placé dans son voisinage immédiat) 
a donné des résultats complètement insignifiants en 
couche grise (on n y a rencontré qu'une couche noire de 
0-,80) (PI. X). 

Aux sondages Oet BU de Beuvillers la couche, exploi- 
table a de 3 à 4 mètres. Très calcaire, puisqu'elle con- 
tient près de 20 p. 100 de chaux, on n*est pas bien fixé 
sur sa teneur moyenne en fer. C'est la partie inférieure 
qui est la plus riche. On y trouve des teneurs do 38 à 
39 p. 100 au milieu d'autres à 23 et 25 p. 100. 

Ces résultats concordent avec ceux du sondage d*Au- 
dun-le-Roman (EK) (PL X), exécuté en 1899, où Ton a 
trouvé une couche grise de 3°*, 48, avec : fer, 32; chaux, 
17; silice, 10. 

Disons de suite qu'aux sondages de Malavillers (DN), 
Mercy-le-Haut (DL), Murville (DM) (PI. X), la couche 
grise, pauvrement représentée, est inexploitable. Ils se 
trouvent dans la région de ranticliiial Serrouville-Preutin. 



§3. — Région orientale du synclinal. 



Si nous passons maintenant sur le bord oriental du syn- 
clinal, entre Ottange et Entrange, par exemple, nous trou- 
vons encore un appauvrissement, dû cette fois à ce qu'il 
ny a plus, de ce côté, de failles nourricières, ainsi que 
nous Tavons déjà fait observer en parlant précédemment 
de la coupe n** 1 de M. Kohlmann. C'est le cas représenté 
théoriquement par la ^^. 3, au chapitre ii (Voir, PI. VIII, 
les coupes des cinq sondages YE, YL, YX, YI, YK, 
que nous reproduisons d'après M. Kohlmann). 



208 LE GISEMENT DE MINERA! DE FEU OOLÎTHIQtJÉ 



§i- 



RÉGION DU Luxembourg. 



La même observation s'applique aux mines du Luxem- 
bourg. Inexploitables sur le versant Est de la vallée de 
Dudelange, elles deviennent meilleures sur le versant 
occidental, au fur et à mesure qu'on se rapproche de la 
vallée de Rumelange. La faille de Dudelange, dont le 
rejet très faible est marqué sur la coupe XII (PI. IX), 
ne paraît avoir joué qu'un rôle très accessoire, dans la 
genèse des minerais. Les deux coupes ci-après, relevées 
en LA (Langenberg) et LC (Weich), donnent, en effet, 
pour la couche grise, des résultats très semblables de 
chaque côté de la faille : 



EPAISSKOH 



VER 



CHAUX 



BlUCU 



1* En amont de la faille. 



Au LaDfi^enberg. 
A Weich 



3-, 40 
3 00 



33,70 
32,38 



2* En fival de la faille. 



Au Langenberg. 
A Weich 



3-,30 
3 30 



31,60 
34,08 



13,55 
15,08 



13,52 
12,15 



9,38 
8,64 



10,80 
10,32 



La proportion relativement élevée de la chaux dans ces 
analyses s'observe constamment dans la couche grise du 
Luxembourg. 

Au Steinberg et au Kirchberg (LE et LF), on a 3",50 
à 4 mètres de couche avec 33 de fer, 12 de chaux, 6 de 
silice. 

A Vir Mohr et au Schlossbuch (points LG et LH), la 
chaux monte à 20 et 24 p. 100, le fer restant en dessous 
de 30 ; puis, en aval et à l'ouest de la faille Mittel- 
sprung, on retrouve un enrichissement accompagné d'une 
diminution de la chaux, que la coupe du point LI fait 



DK LA LORRAINE 



209 



ressortir. On y trouve, en effet, une couche de 3", 90 
avec la composition suivante : 

Fer, 38,22; Chaux, 6,62; Silice, 15,52. 

D'après cela, il est vraisemblable que la faille médiane 
est nourricière. 

Son rejet est ici très important, soit une quarantaine de 
mètres vers TOuest. Au contraire, entre Crusnes et 
Anraotz, il diminue sensiblement et reste en dessous de 
10 mètres. 

En se rapprochant d(> la faille d'Esch, le calcaire 
reprend l'avantage, en m^mo temps que la teneur en fer 
redescend aux environs do 30. 

COMPOSITION DE LA COUCHE CRISE o'rsCH ET d'aUDUN-LE-TICIIK. 





rsR 


CUAl'X 


HILICE 


!• A EMh 

2* A Audun-lt- 
Tiehe ; partie sup'» 
sor 2-,W). 

Partie inf" sur 
3-,40. 


30,84 

35,85 
24 » 


18,05 

14,40 
2fi/i0 


9,10 

5,87 
5,47 i 



[Vaprë8 M. Doiide- 
linger. 



D'après M. Ch. 



Il est fort difficile, d'après ces renseignements, d'un 
caractère trop vague, d'indiquer les points d'émergence 
des minerais do la couche grise. 

De ce que la région du Luxembourg, au Nord, et celle 
de Beuvillers, au Sud, sont très calcaires, on semble 
cependant en droit de conclure qu'elles api)artiennent k 
la deuxième zone, telle que nous l'avons définie en dé- 
crivant le bassin de Landres. 

La première zone serait située entre les deux, de part 
et d'autre d'Aumetz. 

Les sondages ZH, ZI, ZK, ZL, ZP, ou Ion voit la 
couche grise figurer avec une puissance moyenne de 
8 mètres, seraient situés dans cette zone, qui dépendrait 

Tome l, 1903. 14 



210 LE C4ISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

d'une émission située selon toutes probabilités sur la faille 
médiane, entre Crusnes et Aumetz. 

Les épaisseurs exceptionnelles de 10 à 12 mètres qui 
ont été observées à proximité de la faille d'Ottange tien- 
draient à la superposition de la deuxième zone de l'émis- 
sion d'Aumetz et d'une ou plusieurs autres émissions 
(première zone ou deuxième zone, suivant les points) 
dépendant de cette faille. 

Le sondage YM de Rochon vil 1ers, où Ton a trouvé une 
couche de 10. mètres, caractériserait la deuxième zone 
d'une émission de cette dernière catégorie, dont la troi- 
sième zone serait décelée par les sondages YI et YN, 
qui contrastent tant avec YM (Voir les coupes de la 
PI. VIII). 

Pousser plus loin cette analyse serait téméraire dans 
l'état actuel des connaissances que Ton possède sur la 
consistance des couches. L'essai do systématisation qui 
précède indique simplement quel parti on peut tirer, au 
point de vue pratique, de la théorie des failles nourricières 
poiu* classer les régions en première, deuxième ou troi- 
.sième zone. 11 va de soi que, selon qu'une mine sera éta- 
bUe sur Tune ou l'autre des zones, sa valeur pourra dif* 
férer du tout-autout. 



§ 5. — RÉGION SEPTENTRIONALE DU SYNCLINAL DE 
TUCQUEGNIEUX (AUDUN-LE-ROMAN, AnDERNY). 

Entre la frontière et Murville, la faille d'Audun-le- 
Roman sépare deux séries de sondages bien diflFérents : 

Au Nord, ceux de Mercy-le-Haut (DL), de Murville 
(DM), de MalaviUers (DN), ne contiennent qu'une couche 
grise sans aucune valeur ; 

Au Sud, les sondages de Murville (DC), de Bonvillers 
(DF), d'Anderny (DE), de MalaviUers (BGJ,d'Audun(BK), 



t)E LA LORRAINE 



211 



de Bazonville (BJ) (Voir, PI. X, la différence de compo- 
sition des sondiiges DM et DC, ER et BK), sont, au con- 
traire, très bons, comme le montre le tableau ci-dessous : 



COUCHE GRISE. 





COTKS 


éPAIMBL'R» 


du 




mur 


4-,2i 


146 


4 ,35 


lOi 


3 ,87 


119 


2 ,45 


145 


2 » 


153 


2 ,70 


118 





TB.fBUnS IN 




fer 


chaux 
10 


silice 


alumine 


38 


/ 


8 


38 


12 


7 


7 


38 


10 


8 


9 


36 


14 


8 


6 


41 


9 


7 


9 


39 


12 


10 


5 



50M8 IiEft 80:<0A0B8 

Murrille (DC) 

Booriliers (DF) 

Anderny (DE) 

MalaTiUera (BG) . . . 

Andun (BK) 

Bazonrille (BJ) . . . . 



Nota. — Dans le dernier sondage, BJ, au-dessous de 
la couche riche de 2", 70, il existe un banc de 1",80 où 
les échantillons ont été très mal réussis, et qui consiste 
en une alternance de minerai et de calcaire ferrugineux, 
probablement exploitable. Cela porterait la puissance 
totale de la couche grise à 4", 50, résultat parfaitement 
concordant avec ceux des sondages ZX et ZY (PI. Vlll), 
situés de l'autre côté de la frontière, où Ton a trouvé 4",80 
et 4", 71. 

Les résultats consignés au tableau qui précède s*ac- 
cordent avec l'hypothèse d'émergences situées, d'une part, 
sur la faille d'Audun, à hauteur de cette localité, et, 
d'autre part, sur la faille de Bon ville rs. 

§ 6. — RÉGION OCCIDENTALE. — MaIRY-TUCQUEGNIEU^* 



C'est de cette dernière faïQe, et peut-être aussi de celle 
de Norroy, que proviendrait le minerai de la région de 
Mairy. Quant au thalweg du synclinal, qui s'allonge du 
Sud-Ouest au Nord-Est, on passant par Tucquegnieux, et 
un peu au Nord de Trieux, il devait recevoir non seule-» 



212 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE 

ment les apports des failles de Bonvillers et d'Audim, 
mais aussi ceux des failles du Woigot, d'Avril, de Neuf- 
chef, du Chevillon et de Fontoy. Cette diversité de pro- 
venance ainsi que Téloignement relatif des centres 
d'émission, est cause que le sondage de Tucquegnieux(AW), 
très favorisé sous le rapport de Tépaisseur, présente des 
différences de richesse assez grandes. C'est probablement 
un sondage de deuxième zone. La coupe se divise ainsi : 

SONDAGE DE TUCJUEG.MEUX (AW). 

1"* 0™,89, bon calcaire ferrugineux (n'a été analysé 
qu'avec un banc supérieur de 0'",38 beaucoup plus pauvre). 
Le mélange a donné : 

Fer: 28 — Chaux: il — Silice: 7; 
2* 2"',61, minerai calcaire, contenant en moyenne : 

Fer: 32 — Chaux: 15 — Silice: 5; 
3* 2", 59, excellent minerai, avec : 

Fer : 40 — Chaux : 8 — Silice : 6 ; 

4*^ 0",60 analogue au premier banc (en dessous, se 
trouve encore un banc de 1™,16 notablement ferrugi- 
neux). 

Il convient de faire observer que, les échantillons 
ayant été mal réussis dans la traversée des parties 
riches, le produit analysé ne correspond peut-être pas 
tout à fait à la qualité de la couche, qui serait dès lors 
légèrement supérieure à celle qui résulte des chiffres 
ci-dessus. 

Sondage de Mainville (BP). — Le sondage de Mainville 
(BF), plus près de rémission ferrugineuse de Bonvillers, 



DE LA LORRAINE 213 

donne une couche grise de 6", 03, dont la composition est 
la suivante : 

Fer : 44 — Chaux : 4 1 — Silice : 6 — Alumine : 5. 

La teneur en fer de certains échantillons, vérifiée au 
moyen d'essais par voie sèche, monte jusqu'à 46,5 p. 100. 

La partie supérieure de la couche, sur 2",i7 d 'épaisseur, 
donne un produit à 44 de fer, 6 de chaux et 5 de silice. 
Ces résultats superbes tiennent à la situation de la région 
de Mainville, dans la première zone de rémission fournie 
par la faille de Bonvillers (Voir PI. V et coupe n"* V de 
la PI. XI). 

Profil de la couche entre Bonvillers et la Malmaison 
(Coupe V, PI. XI). — Entre le sondage OS de Bonvillers 
et le sondage BF de Mainville, la couche dessine un 
anticlinal assez accusé. Il est hors de doute qu'il était 
beaucoup moins prononcé à l'époque de la formation de 
la couche, et que son relief actuel est dû à Teffondre- 
ment des terrains contigus à la faille de Bonvillers, du 
c6té de TEst. Avant leffondrement, la couche formait 
tout au plus une légère saillie en ce point, et elle devait 
se rapprocher d'une position telle que celle qui est indi- 
quée en pointillé entre le sondage BI et la faille, sur la 
coupe VI. 

Dans la partie méridionale de ce profil, on remarque 
un appauvrissement très marqué de la couche à Man- 
cieulles. Il existe là un anticlinal .bien dessiné par les 
courbes 40 et 60, qui devait naturellement limiter la 
zone riche. Aucune concession n'a pu être établie sur cet 
anticlinal. 

Profil entre Audtin-le-Boman et Anonz. — Passons 
maintenant à la coupe VI, qui nous montrera le rôle de 



214 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

la faille d'Audun-le-Roman. Elle montre la coulée régu- 
lière (lu minerai depuis la faille jusqua Tucquegnieux, 
point le plus bas où Ton constate le maximum de puis- 
sance ; puis la diminution graduelle de la couche sur la 
pente inverse d'Anoux, jusqu^au seuil situé à la cote 40 
environ, après lequel on arrive dans la région d'Ozç- 
railles, complètement dépourvue do couche exploitable. 



^'•7, — RÉGION PAUVRE d'OzERNILLES. 



Cette région, qui forme la troisième zone du bassin de 
Tucquegnieux, a été reconnue par les deux sondages 
d'Anoux (BE), et d'Ozeraillos (EY), suivant Taxe du syn- 
clinal et par les sondages d'Immon ville (BA) ot de 
Lixières (EC), suivant une direction transversale. 

Voici, en résumé, les résultats de ces recherches. 

Sondage d'Anoux (BE) (exécuté en 1895). — On ne trouve, 
dans les diverses couches, que de minces lits de minerais 
peu riches; aucun banc n'est exploitable. La partie la 
meilleure de la formation ferrugineuse est encore la 
couche grise où un banc de 0",75, compris entre les pro- 
fondeurs 218,65 et 219,40 (ait. 39,18 et 38,43) est 
assez bon et contient des filets de mine rendant 35 p. 100 
de fonte à l'analyse par voie sèche. 

Sondage d'Ozerailles (ET) (exécuté en 1899). — Aucune 
couche franchement délimitée; plusieurs zones minérali- 
sées à 25 p. 100 de fer environ, avec quelques filets de 
mine plus riches, à 30 ou 35. Les analyses moyennes 
de plusieurs tranches, ayant paru les moins pauvres, et 
qu'il est impossible de dénommer, faute de caractères 
distinctifs, sont les suivantes, de haut en bas : 



DE LA LORRAINE 



215 



BPAUSEClUt 



4-,0G 



04 



1 .2 
,80 

2 ,20 



FBR 


CHAOX 


SIUCB 


23 


24 


14 


28 


21 


8 


25 


21 


16 


27 


18 


17 



OBSERTATIOXS 



Nireaa de la eoueho roug^, 
ou jaune ? 

Niveau de la couche grise. 

Couche brune? 

Couche noire ? 



Sondage d'Immonville (BA) (exéctté en 1895). — Rien 
crutilisable. On a remarqué seulement, dans la couche 
rouge, un lit de 0",18, contenant : fer, 38; chaux, 9; 
silice, 9; sa faible épaisseur le rend inexploitable ; il est 
compris entre les profondeurs de 195,40 et 195,58 
(ait. 53,30 et 53,12). La couche grise,, dont le mur est 
à l'altitude 46,44, ne contient que de la marne ferru- 
gineuse. 

Sondage de Liziôres (EC) (exécuté en 1898). — Pas de 

couches nettement délimitées, plusieurs tranches à 15 ou 
20 p. 100 de fer ; résultats comparables à ceux du son- 
dage EY, mais encore plus mauvais. 

Du sondage EY, si Ton remonte aux sondages EA, EX, S, 
on retrouve une richesse croissante, parce qu'on se rap- 
proche de la faille du Woigot. On est alors dans le bassin 
de rOrne. 



§8. — RÉGION MÉRIDIONALE ET ORIENTALE DU SYNCLINAL 

DE TUCQUEGNIEUX, 



Pour rester dans le bassin de Tucquegnieux, suivons 
la coupe VII qui passe : V entre Anoux et Tucquegnieux ; 
2** près de Saint-Pierremont ; 3* au nord de Neufchef, 
c'est-à-dire à peu près parallèlement aux failles d'Avril- 
Neufchef. 



216 LE GISEMENT DE MINERVII DE FER OOLITHIQUE 

La coupe montre l'appauvrissement sur les bords suré- 
levés de la cuvette (cote 260 dans la mine de Neufchef, 
oîi la couche, très calcaire, ne contient que 21 p. 100 de 
fer). L'amincissement en biseau ne se voit pas sur le 
profil; il aurait fallu le continuer encore plus loin, du 
côté de TEst, au-delà de la vallée de la Fentsch, pour 
trouver les anciens affleurements. Vers l'Ouest (côté 
Norroy), la coupe finit on dessous de la faille de Norroy, 
dans la deuxième zone, encore relativement riche, du gise- 
ment de Main ville. 

Les meilleurs minerais se trouvent, dans la coupe VII, 
au sondage BM de Saint-Pierrement (4"*, 10, avec 37 de 
fer). 

Ce sondage est compris entre deux autres, BN (Avril) 
et BL (Sart), où Ton a trouvé : 



BN, 
BL 



ÉPAI8BE0R 



3- ,78 
3 ,87 



FER 



37 

41 



CRAUX 



12 
9 



BILICR 



8 

7 



La région d'Avril-Trieux, dans laquelle ces trois son- 
dages sont situés, s'étend juste entre les failles d'Avril, 
du Chevillon et de Fontoy, que nous considérons comme 
nourricières. C'est cette même région que les recherches 
de 1883 avaient fait considérer comme stérile. Nous 
décrivons ces recliorches plus loin. 

Passé la frontière, les travaux de reconnaissance ou 
d'exploitation manquent trop complètement pour que l'cm 
puisse donner, sur la région de Lommerange, aucune indi- 
cation précise. 



Faille de Neufchef. — D'après les résultats des travaux 
de mine situés au Nord de la faille de Neufchef, qui a 
relevé les terrains au Nord, il est probable que cette 



DE T,A LORRAINE 217 

faille n'a pas été très nourricièro pour le bassin de Tnc- 
qiiegnieux ; elle Ta été davantage pour la région méri- 
dionale, située en aval, vers Moyeuvre, comme nous le 
vern)ns en étudiant le bassin de rOrne. 

Son tracé, qui est bien connu à la surface, est indiqué 
sur la PI. V, tel qu'il figure sur les cartes allemandes. 
Son rejet à Noufchef est d'environ 50 mètres. Il n'est 
plus que d'une vingtaine de mètres auprès de la fron- 
tière, et il s'annule à la rencontre de la vallée du Che vil- 
Ion. 

Faille du Chevillon. — Différents puits ou sondages 
de recherches tentés dans cette vallée n'ont recoupé que 
des terrains bouleversés; il est donc naturel d'admettre 
qu'elle coïncide avec une faille d'une certaine impor- 
tance, et ce serait cette dernière qui délimiterait les failles 
d'Avril et de Neufchef. 

Paille d'Avril. — Celle-ci offre un rejet inverse de 
celui de la faille de Neufchef. On voit, sur le côté Sud, 
Toolitlie de Jaumont (bathonien inférieur), relevée pour 
former le plateau d'AvTÎl, et, sur le côté Nord, le batho- 
nien moyen fortement déprimé. Le rejet atteint jusqu'à 
60 mètres. Après la rencontre de la faille du Woigot, 
l'accident se continue encore sur Lantéfontaine avec un 
rejet de même sens, décroissant graduellement vers 
rOuest, pour disparaître finalement à Génaville. 

Anticlinal de MancieuUes-Anouz. — A l'intersection des 
failles du Woigot et d'Avril, la région de Mance-Lanté- 
fontaine a été déprimée pendant que se soulevait celle de 
MancieuUes, où l'on voit un anticlinal bien accusé par 
les courbes m, 50 et 40 de la PI. V. 

Le flanc oriental de cet anticlinal se raccorde par un 
petit synclinal à la région de Bettainvillers. Cette ondu- 



218 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

lation, qui découle nécessairement de la comparaison des 
cotes de niveau de la couche à TEst de Bettainvillers 
avec celles que Ton a trouvées à Mancieulles et la Mal- 
maison, est d'ailleurs figurée encore aujourd'hui à la sur- 
face par Tallure du toit de Toolithe de Jaumont, qu'on 
peut suivre assez commodément, de part et d'autre de la 
vallée de la Mance. 



§ 9. — RÉGION CENTRALE. 

Paille de Pontoy. — Il nous reste à parler d'une faille 
qui est isolée dans l'intérieur du synclinal d'Ottange- 
Tucquegnieux ; c'est celle de Fontoy, dont la direction, 
toujours S. O.-N. E. dans l'ensemble, est légèrement 
retroussée vers le Nord, aux deux extrémités. 

La partie septentrionale vers Angevillers a été bien 
déterminée par les autours allemands, et nous la repré- 
sentons comme eux. Pour la partie située à l'Ouest de 
Fontoy, nous proposons un tracé nouveau qui a l'avan- 
tage d'expliquer un fait qui n'avait pas été bien éclairci 
jusqu'alors. 

Entre les sondages ZZ, d'une part, ou la couche grise 
est à la cote 67, et XA et YZ, oii elle est à 146 et 130 
(Voir Annexe /Iq), il y a une différence de niveau de 
70 mètres environ, que traduisent les coiu*bes 70 et 140, 
sensiblement juxtaposées sur l'accident. Au Nord de la 
faille, l'allure concave des courbes 70, 80 et autres 
dessine, d'une façon continue, le synclinal d'Ottange. 
Jusqu'à quel cote le thalweg de celui-ci descend-il au 
Nord de la faille de Fontoy ? C'est ce que le sondage YY, 
dit d'Elisabeth (dont nous avons eu connaissance par 
M. Engel, directeur de mines), permet de préciser. Le 
mur de la couche grise y a été rencontré à la profondeur 
de 199,r35 et à la cote 41,20 [Annexe Aq). D'après cela, 



DE LA LORRAINE 219 

nous sommes autorisé à continuer le synclinal d'Ottange 
par les courbes Q() et 40, telles qu'elles sont représentées 
sur notre carte; mais alors la branche occidentale de la 
courbe 60 vient se terminer en regard de l'altitude 65 
environ du côté Sud; de sorte qu'à la frontière même la 
faille n'existe plus ; ce qui est bien conforme à la réalité. 

C^ point méritait d'être éclairci pour répondre à la 
remarque que M. Koblmann faisait (1898, Stahl und 
Eisen) à l'occasion du prolongement possible de la faille 
do Fontoy sur le territoire français. 

M. Kolilmann faisait observer qu'avec un accident aussi 
important que la faille de Fontoy, il était tout à fait sur- 
prenant que le rejet constaté en Lorraine disparût à la 
frontière française d'une manière tellement rapide cpie 
les géologues français ne pouvaient plus le retrouver sur 
leur territoire. 

Nous venons de voir comment la forme svnclinale des 
assises donnait l'explication de cette anomalie appa- 
rente. 

Pour apprécier le rôle de la faille de Fontoy au point 
de vue de la genèse des minerais, nous n'avons que les 
coupes publiées par M. Hoffmann, en 1896, dans Stahl 
und Eisen . 

Les sondages XA et YZ, dans la région surélevée, et ZZ, 
dans la région abaissée, sont à peu près identiques quant 
aux épaisseurs 5",30 à XA, '^,50 à YZ, 5°',25 <à ZZ (les 
renseignements sur les analyses manquent). 11 faudrait 
condure, d'après cela, qu'au moment de la formation de 
la couche grise la faille n'était qu'une crevasse sans rejet. 

L'enrichissement des nnnerais dans les régions qui avoi- 
sinent la faille, tout au moins dans la partie orientale, 
semble se vérifier dès maintenant dans les travaux que 
la Société des Hauts-Fom^neaux de Fontoy exécute i)our 
mettre la mine d'Havange en exploitation. Dans la gale- 
rie qui traverse la concession de Guido pour ac(*éder à 



220 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER DE LA LORRAINE 

celle d'Havange, la couche grise avait une teneur de 37,5 
en fer et 12 de chaux. En »e rapprochant de la faille, 
on a pénétré de nouveau dans la couche par un fonçage 
qui a donné des produits sensiblement meilleurs. Il est 
infiniment probable que le même enrichissement se cons- 
tatera plus tard, de Tautre côté de la faille, entre les 
localités de Fontoy et d'Havange. 

[La suite à la prochaine livraison.) 



BULLETIN 



09\ 

««"w M. 



BULLETIN. 



STATISnOUB 0E L'IITOUSTRIE MmÉRALE DE L'ESPAGNE EN 1900. 



l<» PRODUCTION DES CONCESSIONS. 



^riSTAlICKll MlxiRALIUI 



Fer 

Fer ar^ntifére 

Wolfrun 

Pyrite de fer 

Pyrite arsenicale 

Ocre 

Terre alamineuse.. . . 

Plomb 

Plemb erpentifère. . . 

Zinc 

Or. 



COXCER- 
•lONS 

en 
«etirilé 



Argent 

•jiiTTe 

EUio 

Hercnre 

AotimoîDe 

HeBgVBèse 

S«] common 

Sttbclanceff selinee... 

Solfate de baryle 

Arirîle 

<petb-flaor 

Soofire 

Phosphore 

lUAlin 

Stéstite 

Jeis 

Topaze 

Uomlle 

Lifnite 

Aslhracîte 

Hoches asphalUqnes. 

ToUoz 



537 

8 

7 

V) 

1 

3 

15 

469 

3Ô0 

7f> 

2 

6 

305 

3 

25 

2 

35 

70 

1 

8 
o 

1 
9 
t 
8 
6 
1 
1 
715 
53 
2 
5 

2.7U 



OUTRIEKA 



Hommes 


Femme» 


21.372 


22<) 


182 


» 


2:iC 


47 


3O0 


36 


70 


» 



26 

9.088 

7.438 

1.437 

î»2 

243 

8.6:^8 

86 

1.7'.7 

31 

\AtZ\ 

1.444 

1 

24 

3 

3 

439 

60 

53 

97 

3 

3 

15.379 

847 

584 

46 

70.997 



K 
173 
801 
165 



Eorants 



1.814 
62 
15 
39 



4 

8 

1.547 

1.016 

262 



MACHINB8 A rAPECR 



» 


51 


191 


1.034 


45 


13 


2 


200 


• 


» 


32(i 


143 


237 


170 




N 




2 









» 




60 


4 


3 


4 


14 


7 


19 


• 


■ 


» 


■ 


1.077 


2.606 


31 


108 


12 


29 


» 


» 


3.386 


9.224 



Nombre 



175 

4 
o 

7 



208 

200 

14 

1 

5 

45 

■ 

12 
1 

5 
15 

« 

» 
2 

M 

» 



168 
4 
4 



872 



Force 

en 

cberaux 



4.007 
26 
14 



58:) 

» 
m 

7.382 
6.550 

223 
5 

139 

876 

* 

312 

8 

68 

153 

» 

» 



10 



u 

• 



PRODCCTIOM 



5.474 
50 



25.970 



Poids 



tonnes 
8.675.749 

26.348 

1.95H 

34.638 

515 

58 

420 

131.4,37 

182.016 

86.158 

1.300 

742 

2.714.714 

47 

30:216 

30 

112.897 

450.041 

18 

8.33 

770 

4 

64.364 

4.170 

3.794 

8.109 

2 

kil«fr.95,4 

2.514.545 

91.133 

68.427 

4.193 



Valeur 
sur place 



francs 
37.994.605 

333.305 

501.670 

121.235 

2.575 

1.160 

10.500 

27.248.138 

34.376.448 

3.088.254 

39.000 

655.340 

46.230.067 

35.815 

5.521.185 

4.500 

1.901.607 

4.172.494 

180 

7.840 

4.5r)0 

300 

549.73,3 

92.950 

40.171 

234.020 

250 

3.755 

23.501.618 

507.337 

1.190.076 

43.160 



188. 413. m 



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I 



LE GISEMENT DE MINERAI DE FBR DE LA LORRAII^E 223 



GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

DE LA LORRAINE 

Par M. François VILLAIN, Ingénieur au Corps des Mines. 

{Suite et fin) ('), 



CHAPITRE V {Suite). 
BASSIN D'OTTAlVaS-TnCQUiaNIBUX. 



DEUXIÈME SECTION 

Couches accessoires dans 1q bassin 
d*Ottang^e-Tucquegna^eux. 

La couche grise, comme nous venons de le voir, couvre 
toute rétendue du bassin. C'est de beaucoup la principale 
de celles que la formation ferrugineuse comporte. 

Nous allons étudier maintenant d'une façon rapide la 
répartition des autres couches, qui méritent, vis-à-vis 
d'elle, le nom d'accessoii'es. 

D'abord les couches inférieures. Nous désignons, sous 
cette expression générique, la couche brune, noire et verte. 

Elles sont rarement représentées d'une façon distincte 
toutes les trois ; leurs cara(!tferos communs sont : 1"* une 
couleur foncée tirant pkis ou moins sur le vert; 2° une 



'*; Voir suprà, pniies 113 etsuiv. 

Tome 1. 3« livraison, 1902. Vj 



224 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

teneur élevée en silice et une faible teneur en châux 
(sauf quelques exceptions). 

La plus profonde, autrement dit la plus ancienne de 
ces couches^ est la rerte, dans laquelle on remarque 
d'une façon constante la présence de la pyrite de fer,, 
disséminée, ou en cristaux apparents. 

§ 1. :— Couches noires a l'Est de la faille de Crusnes.. 



Le fait le plus frappant de la distribution des couches 
inférieures dans le synclinal d'Ottange est leur accumu- 
lation au voisinage de la faille de Gnisnes, qui est rendue^ 
palpable par la coupe d^ensemble I pour la Lorraine 
allemande (PI. VII) et par la coupe XII (partie occiden- 
tale) pour le Luxembourg (PL IX). M. Dondelinger com- 
mente ainsi les données de cette coupe : « Les couches 
« brune et noire, inconnues au-delà du Mittelsprung (faille 
a entre Esch et Rumelange), deviennent de plus en plus 
« importantes à rapproche du pied, et au point le plus 
« bas du rejet d'Audun-Orusnes. » {Notice de l* Exposi- 
tion (le 1900.) 

M. Dondelinger donne les analyses suivantes pour les 
couches brune et noire de la région luxembourgeoise : 



Brune.. . 
Noire . . . 



KKR 



41,06 
39,49 



CBAVX 


RILICC 


AU'MIME 


PHOAPHORB 


4,10 
6,44 


12,90 
13,30 


0,89 

6,10 


0,88 

• 1 « 



M. Palgen indique, pour les couches d'Audun-le-Tiche,. 
la composition suivante : 



Brune.. . 
Noire . . . 



KPAIt9BUn 



4-,70 
3 ,90 



FER 


CHACX 


flLICB 


41,40 
40 . 


5,ÎK) 

6 - 


8,30 

12 - 

1 



Al.UXI.'Vli 



5 - 

6 - 



DB LA LORRAINE 



L*extraction des couches inférieures à Audun-le-Tiche 
présente de l'intérêt en raison de leur teneur élevée ea 
fer^ qui permet d'enrichir un lit de fusion constitué princi- 
palement avec la couche grise trop calcaire et insuffi- 
samment riche (33 p. 100 de fer, 15 de chaux). 

A rOuest de la faille de Crusnes, nous avons déjà dit 
que les couches inférieures dans les mines de Villerupt et 
de Grusnes n'étaient pas exploitables. 

Dans les difi'érents sondages de A à J (sauf E et L, qui 
sont à l'Est de la faille) qu'on a exécutés de Bréhain à 
Filliëres, on ne s'est pas toujours préoccupé de rechercher 
le faisceau inférieur. 

Les sondages G, F, H et J sont les seuls qui aient 
donné des résultats positifs, à ce point de vue. 

Ces résultats sont tous concordants. 

Pas d'horizon exploitable (ni même discernable quel- 
quefois) dans les couches brune et noire. Une couche 
rerte pyriteuse bien formée et ayant la composition 
suivante : 



•OXDAOBt 



C 

F, 
H 

J. 



iPAlUEUR 



2-,t0 

A * * 

1 ,30 

\ Ab 
Z ,42 



riR 



31 
33 
35 
3G 



CHAUX 



9 
11 
10 

6 



•lUCI. 



11 
11 

IH 
18 



ALUMINE 



10 

T 

10 

7 



Nous avons vu aussi qu*au sondage N de Serrouville, 
la formation était presque nulle, la couche verte seule y 
est représentée par un banc riche de 0",80 avec : fer, 40; 
chaux, 4; silice, 10. 

A ER, cette même couche a 1 mètre avec : 26 de fer 
et 30 de silice. 

A BU, DN, DL, DM, les couches inférieures, extrême- 
ment siliceuses, ne renferment rien d'utilisable. 

Si nous revenons maintenant à TEst de la faille de 



226 LE GISEMENT DE BnNERAI DE FER OOLITHIQUE 

Crusnes, nous voyons d'abord, en territoire français, les 
sondages E et L donner, en mine noire : 

E : 3,75 avec fer 40, chaux 4, silice 16 

et 

L : 2,34 avec fer 34, chaux b, silice 19. 

Il résulte de tout ce que nous venons de dire que 
Torigine des mines noires doit se trouver sur la faille de 
Crusnes, entre cette localité et Audun-le-Tiche. 

Faille de Omsnes. — C'est précisément là que la faille 
est le plus. marquée; le rejet est de 100 à 120 mètres 
entre Crusnes et Audun-le-Tiche (Voir coupe XII, PL IX). 

Dans cette dernière localité, on voit, en effet, sur la 
lèvre Ouest, les formations supraliasiques en contact avec 
les calcaires à polypier du bajocien supérieur sur la face 
Est. Le rejet a donc une amplitude égale au moins à 
l'épaisseur de Tétage bajocien. 

L'émission ferrugineuse de Crusnes étant admise, rien 
de plus simple que d'expliquer la répartition des couches 
noires. Elles se terminent dans le Luxembourg, sur le 
bord relevé de la faille médiane, et leur extension vers 
le Nord est assez limitée, parce que le mur de la couche 
va en montant. Au contraire, vers le Sud-Est, Tépanche- 
ment gagne les points bas du synclinal d'Ottange, en des- 
cendant sur la ligne de plus grande pente, qui passe 
entre Aumetz et Ludelange (Voir, p. 203, la coupe du 
sondage YU); c'est de là que vient la richesse des, son- 
dages ZH, ZI, ZM, ZL, 0, ZO, ZP, ZR, ZS, ZT, ZU, ZV 
(PI. VIII), qui démontrent que le flanc occidental du 
synclinal est bien minéralisé. Dans la région d'Aumelz, 
on compte exploiter une couche de 5 mètres avec 38 à 40 
de fer, 3 à 4 de chaux, 16 à 17 de sihce. 

Sur le flanc oriental du svnclinal, les résultats sont tout 
autres. 



DE LA LORRAINS 



227 



La coupe YM n'indique pas de couches inférieures. Les 
coupes YS et YT n'en indiquent qu'une de2",22 et 2",20, 
sans nous dire quelle est sa composition. 

Mais nous pouvons combler cette lacune au moyen de la 
coupe du sondage d'Havange (YX), exécuté, en 1898, par 
la maison de Wendel. 

Cette coupe est la suivante : on n'y trouve qu'une 
couche inférieure de 1"*,45 avec des teneurs, sur échan- 
tillon choisi : en fer, 29,60; chaux, 8,40; silice, 24,40. 

SONDAGE d'hAVANCB (YX). 



oiSIGXATlOIl DU C0I7CHCS 



Coaebe tableuse et calcaires mar- 
neux 

Coocbe rouge 

Bancs stériles ou pauvres 

Couche jauae 

Calcaires marneux 

Baoe ferrugineux 

BAokiing (toit de la couche grise) 

Couche grue 

Marnes grises 

Couche brune 

Marnes Terdfttres siliceuses 

Couche verte 



iPAISSBDR 



8- - 

3 ,40 
10 ,40 

2 ,40 

5 ,90 
,70 

,55 

7 ,25 

G M 

1 ,4.i 

4 ,;H) 
,12 



Fer 



» 

17 
17 

» 

46 
24 



'J4 
11 



34 
30 

» 



A.'VALYSEB 




Chaux 


Silice 


■ 


w 


34 


9 


32 


11 


w 


» 


5 


7 


24 


11 


» 


w 


15 


25 


41 


4 


7 


7 


4 


7 


12 


12 


m 


• 


8 


24' 


» 


m 


m 


» 



Puissance totale de la formation 50"*,82. 



Dans la partie méridionale du synclinal d'Ottange, les 
auteurs allemands ne signalent pas de couches infé- 
rieures exploitables. Si on utilise quelque peu la couche 
brune dans la mine de Neuf chef, c'est uniquement pour 
servir de fondant siliceux à la couche grise trop calcaire. 

Dans la région française, on connaît, au contraire, 
deux régions renfermant des couches inférieures exploi- 
tables. 



228 le gisement de minerai de fer oolithique 

§2. — Couches infâribures au Sud de la faille 

d'Audun-le-Roman. 



fia examinant un par un tous les sondages de ce bas- 
nous sommes amenés à admettre une émission de 
minerais noirs près d*Audun-le-Roman, sur la faille du 
même nom. 

En effet, tandis que les sondages DM, DN, ER, BU, 
situés au Nord de cette faille, ne présentent dans cet 
horizon aucune couche de quelque valeur, les son- 
dages BK et BJ, au contraire, situés au Sud de la 
faille, c'est-à-dire en aval, donnent : 



BK (AuduD) . . . 
BJ (BasonTUle) 



iPAIMIOR 



3-,60 

,75 
3 ,15 

1 ,05 



PBR 


caAox 


BIUCB 


ALVmXB 


41 


5 


13 


9 


42 


2 


21 


10 


39 


8 


15 


7 


34 


9 


17 


7 



Vers TEst, Tépanchement ferrugineux semble gagner 
à pçine les sondages ZX et ZY, où les coupes allemandes 
ne nous montrent que 1",47 et 1",40 de couche (qualité 
non spécifiée). 

Si nous partons de rémission d'Audun pour descendre 
dans le synclinal vers les sondages BD, BH et BV, nous 
constatons que la couche s y rencontre encore, mais avec 
une importance décroissante, savoir : 



•ONOAfiW 



irAimum 



BD (Saney). 



BH (Gnad-Boit) 

BV (Boif-U-Dame)... 



1-,07 
2 ,29 
1 ,48 

,77 
,99 



rm 


CBAOX 


•lUCB 


AUJUVfM 


32 


15 


11 


6 


33 


12 


12 


8 


28 


13 


20 


5 


39 


6 


11 


8 


34 


7 


14 


7 




DE LA LORRAINE 229 

A droite et à gauche de cette ligne, les sondages BQ, 
BP, BO, d'unft part, BG, BB, DE, BC, d'autre part, ne 
foamissent plus que des traces des horizons inférieurs, 
•où i*on ne trouve absolument rien d'utilisable. 

Dans le voisinage de la faille de Bonvillers (sondages GS, 
BI, BF, AW), même pauvreté. Nous pouvons donc tracer 
la zone de richesse lenticulaire des couches inférieures 
-d'Audun-le-Roman, comme on le voit sur la PL V. 

:§3. — Couches inférieures au Nord de la faille d'Avril. 

On ne retrouve un lambeau de couches noires que 
•dans ia région déjà mentionnée comme riche en couche 
-grise, à propos de la coupe VU au Nord de la faille du 
-Chevillon. 

Le sondage BL, à TEst de Trieux, a donné, en effet, 
•2",78avec : 

Fer : 37 — Chaux : 7 — Silice : 15. 

A BM, le niveau de la couche n^'a pas été atteint par le 
irou de sonde. 

BR et BS ne donnent que 0",40 et 0",80 de couche. 
BT ne donne rien, taudis que BN fournit : 

0",80 avec fer : 3i — chaux : 15 — silice : 11 
et 

0",7o avec fer : 37 — chaux : 9 — silice : 12. 

De même que poiu* la couche grise, nous sommes 
donc amenés à admettre qu'il y a eu émission, de la 
faille de Chevillon et de la faille d'Avril, non loin de la 
localité du même nom. 



230 le gisement de minerai de l'^r 00lith1que 

§ 4. — Couche jaune de la faille d'Ottange 
(région de Rumelange, Tetange, en Luxembourg). 

La couche jaune n'est vraiment digne de retenir Tat- 
tention des maîtres de forges que dans la seule région 
de Rumelange, en Luxembourg. 

Peut-être fournirait-elle quelques produits utilisables 
dans le thalweg du synclinal d'Ottange, près de Lude- 
lango, mais ce n'est pas prouvé. 

La comparaison des trois sondages de la maison de 
Wendel à Ludelange (YU), à Tressange (YV) et à Ha- 
vange (YX) semble indiquer qu'il y a une couche jaune 
utilisable à TEst de la faille d'Ottange, c'est-à-dire sur 
le côté abaissé. Toutefois, Tétude de cette couche est trop 
peu avancée pour qu'il soit possible d'en dégager une 
conclusion précise. 

Au contraire, la mine jaune de Rumelange est exploitée 
et appréciée depuis longtemps. 

La coupe XII nous indique qu'elle est située entiè- 
rement à l'Est de la faille médiane. 

Voici ce qu'en dit M. Dondelinger (note originale) : 
« La couche jaime est inconnue au-delà du ^littelsprung, 
« versant d'Esch. Elle est bien développée au fond de 
« bateau que forment les courbes de niveau entre cette 
« faille et la vallée de Rumelange, s'étend au-delà de la 
« faille d'Ottange et disparait vers Dudelange. » A 
l'appui de cette assertion M. Dondelinger nous a fourni 
les deux coupes suivantes, faites aux points LG, LI. Au 
point LG, à l'Est de la faille, la couche existe et commence 
à devenir exploitable. Elle manque au point LI, situé à 
l'Ouest du même accident. 

11 est probable que c'est à cause du relèvement des 
assises sur la lovre occidentale que le dépôt de mine 
jaune est limité à la faille médiane. 



DE LA LORRAINE 231 

La faille nourricière serait ici celle d'Ottange. 



FER 


CRACX 


BILICK 


19 


7 


50 


* 


* 


» 


î>0 


31 


5 


• 


m 


» 


31 


17 


11 


■ 


■ 


w 


2a 


21 


8 



coDPi LG 



Coaeb* rouf^e sablease 

Intenralle stérile 

Couche Tougt. pMUTre. 

Intenr&lle stérile 

Couche Jaune 

Intervalle sttîrile 

Couche grise 



ÉPAISBIL'R 



3-, 00 
10 ,90 
1 .80 
h .00 
* .90 
1 ,fiO 
3 ,-20 



cocpi LI 



Couche ronge pauvre. 

Interralle slérile 

«louche grise 

Intenralle stérile . . . . . 
Couche brune 



ApAisscun 



2-,20 
10 ,30 
3 ,90 
7 ,30 
2 ,26 



FBR 


r.HAirx 


SIUCC 


s 




t 


» 




» 


38 




10 


» 




* 


20 


14 


24 



Aux points LF et LE (Kirchberg et Steinberg), la 
couche jaune a été trouvée avec 3 mètres de puissance, et 
la C4)roposition : 

Fer : 33 — chaux : 12 -— silice : 6. 

Au point LD (Tetingerborg), elle est divisée en deux 
hancs, savoir : 



Couche jaune calcaire 

Calcaire marnenx «térile 

Couche jaune avec rognonit cal- 
caires ferrugineux 



^.PAIBSEt'n 


FBR 


CHACX 


SILICB 


ACinF. enos- 
Fuonivuit 


1».5iJ 
1 .50 


2ii 


9 


7 


1,57 

» 


3 ,50 


35 


15 


7 


1,90 



Par triage, la dernière permet de constituer un pro- 
duit avec les teneurs suivantes : 

Fer : 44 — chaux : 6 — silice : 8 — acide phosphorique : 2,14. 

[Notice relative à rnliénatwn des terrains miniers de 
la fondation Augustin, par M. Limpach, garde-mines à 
Ru mélange (1898).) 



:232 LE GISEMENT DE MIKERAI DE FER OOLITHIQUE 

Enfin, aux points LA et LC, versant occidental de la 
vallée de Dudelange, la couche jaune a encore respec- 
tiveuàent 2", 46 et 3*,15, avec 

^- 1 15 '''^'^ \ H si«o* I ; 

(Ban de Dudelange, mine de la Société des Hauts- 
Fourneaux de Dudelange.) 

Ces indications permettent de conclure que la mine 
Jaune du bassin de Rumelange a été formée par une 
émission sur la faille d'Ottange, située à hauteur de 
Tetange (Voir PL V). 

§ 5. — Couche jaune d'Avril. 

Au sondage BX^ situé au Nord de la faille d'Avril, 
une couche jaune a été rencontrée, qui a la composition 
.suivante : 

a Alternance de minerai marneux et de 

minerai riche, brun clair 0",68 

6 Calcaire marneux ferrugineux ,20 

c Minerai brun riche ,40 

Ensemble i^,i% 

Le banc inférieur, de 0",40, renferme 36 p. 100 de fer, 
"8 de chaux, 18 de silice et 6 d'alumine. 

Au sondage P, la même couche existe, mais plus riche 
encore. 

Dans les autres sondages d'alentour, elle n'est repré- 
sentée, quand elle existe, que par un banc très pauvre. 
Il est probable qu'elle ne constitue qu'une lentille très 
peu étendue de part et d'autre de la faille d'Avril. 

C'est surtout en raison de sa superposition à une len- 
tille de couche noire, déjà signalée précédemment, dans 
la même région, qu'il y avait intérêt à la mentionner. 



de la lorraine 233 

§ 6. — Couche rouge. 

Il nous reste maintenant à examiner la couche rouge 
dans le bassin d'Ottange-Tucquegnieux. 

Oonche ronge de la région d*Ioch. — 11 convient 
d*abord de citer la région du Luxembourg, où elle est 
connue de longue date, sous le nom de mine d'Esch. 
C'est elle qui faisait dire autrefois (il y a trente ans), à 
M. Habets, professeur à TÉcole des mines de Liège, que 
le canton d'Esch était appelé à devenir le Glevelajid du 
continent. 

La limite d*exploitabilité de la couche rouge ne descend 
pas au Sud plus bas que la frontière allemande. 

Les coupes que nous avons données plus haut de la 
formation aux points LG et LI montrent que la couche 
rouge n'y est déjà plus exploitable. 

A Audun-le-Tiche, la couche semble encore utilisable, 
bien qu'on n'en tire parti que fort peu dans la mine de la 
Société des Aciéries d'Angleur. 

Par contre, àEsch, elle est d'une qualité exceptionnelle. 
M. Dondelingor s'exprime ainsi à son sujet : « La couche 
i' rouge calcareuse, d'une puissance de 2 à 3 mètres, 
'< est d'une composition parfaite pour la fusion sans autre 
*< mélange (minerai selfsmelting). Séparée des rognons 
<i calcareux, la mine atteint 40 p. 100 de fer, 7 à 8 de 
« chaux et autant de silice. Elle a été la première à être 
4( exploitée à Esch, ses affleurements s*étendant sur 
« une grande surface de cette commune. La couche se 
4c termine en biseau vers le Nord-Est et devient inex- 
M ploitable à Dudelange. » 

M. Dondelinger nous fournit encore les trois analyses 
soivantes, pour la spécification des mines rouges de la 
région d'Esch : 



234 LE GISEMENT DE MINERAI DK FER OOUTHIQUE 



r.dcCHKS 



K'^uge Mbieuse 

KogooQB calcareux de la mine 

rouge 

Kouge triée 



PBR 



27,63 
40,98 



CHAOX 



4.93 
2:1,80 

7,40 



8iuce 



41.90 
7,28 

8,41 



ALUMini 



4.57 
4,40 

4,85 



PHOSPHORE 



0.72 

0,r.7 



0,7: 



Dans la partie centrale du bassin d'Ottange, la mine 
rouge semble devoir être utilisable on quelques points. 
Nous mentionnerons en particulier le cas du sondage YU 
de Ludclange, où un échantillon a donné, à l'analyse, de 
très bons résultats (Voir coupe de ce sondage, p. 205). 

A Ottange même, la Société des Hauts-Fourneaux de 
Rumelauge exploite à la fois la couche rouge calcareuse 
et la couche rouge sableuse, concurremment avec les 
couches jaune et rouge, par un puits situé à TEst de la 
faille d'Otiange, tout près de celle-ci. Le minerai de la 
couche sableuse est très curieux à observer. Il n'est pas 
oolithique; loxyde de fer ne fait qu'y enrober de petits 
grains de quartz. Tout près de la faille, la couche peut 
s'exploiter sur 3",50 de puissance avec 34 de fer et 32 
à 33 de silice. Lorsqu'on s'en éloigne, la puissance et la 
teneur en fer diminuent; on cesse d'exploiter les chantiers 
lorsqu'ils ne présentent plus qu'une couche de 2 mètres 
à 2°*, 20 avec 23 à 25 de fer. 

Le contour de la partie exploitable figure une lentille 
plaquée contre la faille d'Ottange, sur la lèvre orientale. 
Il est très remarquable que sur la lèvre occidentale, qui 
est relevée, le minerai n'est pas utilisable. D'une façon 
générale, les couches sont meilleures à l'Est de la faille 
qu'il rOuest. 

Enfin, on trouve dans la couche rouge sableuse d'Ot- 
tange des minerais noir bleuâtre riches, qui rappellent 
l'aspect de ceux qui ont été signalés dans le bassin de 
Landros au sondage de Joudreville DH. 

Il est probable que, dans l'un comme dans l'autre cas, 



DE LA LORRAINE 



235 



la décomposition rapide d*un afflux considérable de car- 
bonate de fer a engendré ces colorations. 

§ 7. — Couche rouge d'Audun-le-Roman 

ET DE BoNVILLERS. 



Les mines rouges siliceuses du bassin de Longwy ont 
été trouvées dans la partie méridionale de celui-ci, jus- 
qu'aux sondages I et K, ayant donné, le premier, 3"^, 36 
avec 35 de fer; le second, 2", 61 avec 30 p. 100. 

Le sondage J n'a fourni que des résultats douteux ; 
mais, plus à l'Ouest, FB et FG ont donné, Tun 1",83 avec 
19 de fer, l'autre 1",82 avec 16. La silice monte à 32 et 
43 p. 100 dans ces couches. Au sondage N, la couche 
n'existe pas; à ER, elle donne 2 mètres avec 18 de fer. 

D'après cela, il semble légitime de dire que le bassin 
de Long\^'y se termine à la vallée de la Crusnes. Nous 
Tavons interprété ainsi dans les délimitations faites sur la 
PI. V. 

Ce n'est qu'aux sondages DL, DM et DN qu'on retrouve 
une bonne couche rouge (la seule qui puisse être utilisée 
dans ces sondages); elle offre la composition suivante : 



So:«DAGE» 



OL (Mercy-le-Haut) 

DM (M arviUc) 

DN (Malarillers, ... 



EPAISSEUR 



4-.08 

,!»7 

1 .«5 

2 ,«ô 




37 
30 

.s:> 

3U 



12 

14 

M 

12 

lu 



10 

8 

» 

10 
12 



Depuis DL, la couche se poursuit, en descendant, jus- 
qu'à DK par CV et DC. Mais elle diminue peu à peu de 
valeur. 

CV l'»,35 — 33 de fer — i2 de chaux; 
DK i ,93 - 30 de fer — 21 de chaux. 



236 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Dans tout le bassin de Landres, elle n'a aucune valeur^ 
en particulier à EL, CR, CH, CF. 

A CR, elle n a que 1"*,50 avec 2i de fer (Voir coupe, 
PI. X) ; mais il suffit de franchir la faille de Bonvillers 
pour la retrouver excellente aux sondages CS, DF, DE, 
où elle est représentée par : 



tO.NDAOBS 



CS 

DF 
DE 



ÉPAItBIOR 



2*,30 
2 .20 
s ,06 



FBR 


CIA0X 


•ILICB 


36 


15 


6 


33 


16 


6 


33 


13 

< 


9 



Le sondage DC serait situé en deuxième zone par rap- 
port aux trois qui précèdent, si l'on en juge par l'épais- 
seur de la couche et l'importance des parties calcaires. 

Au total, elle a, en effet, 5",73 de puissance, avec : 
fer, 28; chaux, 18 ; silice, 10. La répartition de la mine 
riche et du calcaire est très inégale. Dans la coupe 
détaillée de la formation, on remarque 3 carottes donnant 
33, 37 et 46 p. 100 de fer, intercalées malheureusement 
au milieu de bancs calcaires à 20 p. 100. 

Dans les sondages BI, BH, BP, BQ, qui sont tous 
situés à peu près sur une même ligne de niveau, la 
couche est insignifiante ; mais, à BD et à BB, elle rede- 
vient digne d'attention. Dans ce dernier sondage, elle a 
0", 75 avec : fer, 35; chaux, 12; silice, 12. 

Enfin, en se rapprochant de la faille d'Audun-le-Roman 
aux sondages BG, BK, BJ, on a obtenu les résultats ci- 
après : 



^"m 



SONDAOeS 



BG (MalavilIerR) . . 
BK (Audun-lo-R.). 

BJ (Btzonvillc) . . , 



iPAMiEun 



1-.40 
1 .?5 
1 .35 
,6G 



psn 


CHAUX 


siuce 


38 


12 


8 


39 


10 


11 


36 


16 


12 


34 


23 


10 









DE LA LORRAINE 237 

Chose extrêmement rare dans le bassin de Briey, le- 
niveau des calcaires ferrugineux du sondage BK ren- 
ferme lui-même un banc très riche ainsi constitué : 







Fer 


Ckaux 


Silice 


Partie supérieure. 


2-,15 


37 


i3 


iO 


Partie inférieure.. 


i ,60 


di 


19 


9 



Il n'est donc pas douteux qu'il y a eu une émission sur 

« 

la faille d'Âudun-le-Roman, à proximité de BK. 

Il est très probable aussi qu'il y en avait une non loin 
du sondage GS, sur la faille de Bonvillers. 

La première est d'autant plus certaine que, dans les 
couches sous-jacentes (jaune, grise, noire, verte), c'est 
dans son voisinage qu'on trouve aussi le maximum do 
richesse. Et, si on compare la coupe du sondage BK, 
représentée sur la PI. X, à celle du sondage DN qui 
en est très voisin, on ne pourra manquer d'être frappé 
par les grandes <li vergences qui existent entre elles. Au 
sondage BK, la formation ferrugineuse a 50 mètres 
d^épaisseur et six horizons très bien minéralisés; en DN, 
au contraire, on ne trouve, dans une formation de 
40 mètres, qu'un seul horizon, celui de la couche rouge, 
convenablement minéralisé. 

La faUIe d*Audun-le-Roman, qui passe entre les deux,, 
est la cause de cette différence. Ce sont les flux ferru- 
gineux qui descendaient la pente du synclinal qui ont 
minéralisé et augmenté l'épaisseur des sondages d'aval, 
tels que BK, BJ. 

A BJ, la formation a 55 mètres d'épaisseur, tandis 
qu'à ER, de l'autre cMi et en amont de la faille, elle n'a 
que 36 mètres. 

La faille de Bonvillers donne lieu à la même remarque ; 
deux sondages très rapprochés, mais séparés par la cas- 
sure, CK et es (Voir pi. X), ont rencontré des épaisseurs 
ile formation ferrugineuse très différentes, 52 mètres à CS,. 



238 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUE 

sur le côté de la faille qui 8*est enfoncé, et 33 mètres seu- 
lement à CR. 

Rappelons que des différences analogues se constatent, 
à Audun-le-Tiche, de part et d'autre de la faille de 
Crusnes (Voir PI. IX) et, à Avril, de part et d'autre de la 
faille d'Avril (sondages BN et P de la PL X). 

Ces faits ne peuvent s'expliquer qu'en admettant que 
les failles et les plissements ont commencé à se former 
avant les dépôts de minerais. 



§8. — Couche rouge d'Anoux et du Chevillon. 



On retrouve encore une couche rouge bien constituée : 

1" Au Nord-Est d'Anoux ; 

2° Près de la vallée du Chevillon. 

La première s'explique par une émission venue par la 
faille du Woigot, k son extrémité septentrionale. 

La forme svnclinale du fond de la mer, de Manciëullos 
vers Anoux, d'une part, et vers Bettainvillers, d'autre 
part, explique pourquoi les minerais se sont rassemblés 
dans ce bas-fond. Taudis que AV, BE, BA ne donnent pas 
«>u presque pas de couche rou<fe, on trouve à EZ, AW, 
HS, les résultats suivants : 



.^0>DA<3KS 



iPAISHEUn 



KZ 'Anoiixj 

AW iTurquojrni(îUX: J 

H5 B.-ttiiiiivilliTîi' 



'2-, 7! 

,73 

1 ,2:1 
1 /âO 



FLR 


CHAPX 




39 


10 


33 


15 


Il 


tt 


II 


B 


3Û 


V2 


8 



A AZ, on trouve encore 2"", 45, avec : fer, 31 ; chaux, 10; 
silice, 1 i-. A Bï, BR, il n'v a plus rien d'a])prériablo. 

\\{ Chevillon, les sondages BL o< BM ont donné les ré- 
sultats suivants : 



DE LA LORRAINB 239 

BL (Sart) : épaisseur, 1",60; analyse siir un échantil- 
lon : fer, 37; chaux, 15; silice, 5. 

BM (Saint-Pierremont) : épaisseur, 2", 65, avec : fer, 
:33; chaux, 11 ; silice, 16. 

Enfin, au sondage BN (Avril), on a obtenu 0"',63, avec : 
fer, 39; chaux, 13; silice, 10. Nous retrouvons encore, 
•dans les sondages de cette région, et si)écialenient à BM 
et BL, les enrichissements déjà signalés en couches noire 
et grise (on verra plus loin, troisième section du présent 
•chapitre, les résultats intéressants d'un sondage exécuté, 
-en 1875, au Sud deBM, dans la vallée du Chevillon). 

La concordance des résultats favorables dans tous les 
horizons donne à penser que la faille du Chevillon joue 
un rôle important dans la genèse des minerais de cette 
région. 

Plus à TEsl, la faille de Neufchef a donné aussi une 
couche rouge dont on a tiré parti pendant quelque temps 
dans les exploitations de MM. de Wendel. Il serait diffi- 
cile d'apprécier le rôle de la faille de Neufchef dans la 
genèse de la couche rouge d'après cette exploitation, 
fort peu développée. La valeur des minerais était d'aîl- 
Jeurs assez médiocre. 



TROISIÈME SECTION. 

Recherches infructueuses de 1882-1883 
dans la région d*Avril-Trieux-$ancy. 

Nous nous proposons simplement de rappeler ici, en 
quelques mots, les recherches infructueuses faites, le 
long de la frontière, d'Avril à Sancy, en 1882-1883. 

Sondage de Sancy (1882). — Profondeur, lUO^'^OT. Il est 
entré dans la partie supérieure (zone des calcaires ferru- 

Tome 1, 1902. Ui 



::**.• 15 ->EXEyr de minerai de fer oolithiqde 
j:uh?u\ Lola f'-rtnation ei a été abandonné après y avoir 

Le 5»'ii«:a:£^ 5e croarait à l'Est de Sancv-le-Bas, tout 
ir^-* ii vi.LljL:e: on raison de son emplacement, qui cor- 
•v:>H« u'î <orisiblouioni au rentre du triangle formé parBJ, 
HP. BQ. il aurait dii trouver des couches exploitables 
•i.ir.s la ii.nio des mines n>uge, grise et verte. Mais il n*a 
:uô:ue {*a> atteint l'horiion de la couche rouge. 

L<* tableau suivant intlique les profondeurs qu'occupent, 
dans la formation, les murs de ces trois couches. 

INTERVALLE E>(TRE LE TOIT DE L.V FORMATION ET LE SIUR DES COUCHES. 



KV\ «OMDV)K« 






t 



BOt-GI 




24- 

18 

21 



37- 
3.' 



00' 

4M 
4ti 



Il iiost donc iKis étonnant que la recherche ait été cou- 
>ivUnvo Kx^nimo négative, puisqu'elle n'a même pas atteint 
la (uviîiioîv vvucho. 

Sondais:* d* S^int-Piemmont (1883). — Profon- 
tlour, '.^V,tî^>. Il oMÏt situe îk peu près à égale distance 
ouir\> los s»^u»i.iA:oN Hl. «i 101. H aurait donc dû 
uvuNv^r. d apîv-i lo>i iu.;;o:uiv^ns de la PI. V, les couches 
ivuirv\ âTî-iso oî \or:i\ Los r.iui^s de ces couches sont aux 
|MVl\>îiiiouîs suiN.iî.iv-^. .^:; doss^nis du toit de la formation : 



\ \ ».»\ ■ ^ . ^ 






v^. . * 


ÙS,»K 


VKRTE 




u* 

T' 


\Y.- 


37- 
uon aUeitit« 





Or voici la coupe \\\\\ a eio donnée du sondage : 




DE LA LORRAINE 241 

Coupe originale. 

Sable gris très fin 2»,03 

Calcaire très feniigineux ,02 

Sable brun très fin 10 ,35 

Calcaire marneux * ,50 

Minerai brun marneux inexploitable (niveau 

de la couche rouge) / ,87 

Marne schisteuse micacée 1 ,30 

Cal<:aire ferrugineux et coquillier ,05 

Minerai très marneux inexploitable 1 ,ÔS 

Sable gris très fin [niveau de la couche grise) 6 ,21 

Marne bleue compacte micacée 6 ,35 

Minerai brun calcareux et alumineux pau- 
vre 2 ,05 

Minerai à grains très fins (niveau de la couche 
noire) renfermant beaucoup de fer, mais 

siliceux 3 ,60 

Marne verdàtre 16 ,48 

Total Sà^jiO 

Il n'y a aucun doute que toutes les couches de mine- 
rai ont été traversées entièrement et qu'on a même 
exploré le mur île la formation sur une douzaine de 
mètres. 

L'insuccès de la recherche doit être attribué au défaut 
de surveillance du sondage, qu'on exécutait au trépan 
plein, sans prendre de carottes. Il est d'ailleurs bien clair 
que, si on avait analysé les matières du curage avec tant 
soit peu de soin,on n'aurait pas manqué d'être frappé par 
la composition de la couche grise. 

Sondage d'Avril (1883). — Profondeur, 175",20. Il 
était situé entre le sondage BN et le village d'Avril. 
Voici la coupe qui a été donnée : 



244 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQCE 

(lago, et ces accidents statigraphiqucs, qu*il importerait de 
bien reconnaître, commandent nécessairement une grande 
lYfsorve et font qu'un seul sondage est réellemeat insuffi*- 
Kunt à éclairer sur Talliire des gisements. 

Les résultats encourageants d'un premier travail ne 
peuvent que stimuler de nouvelles recherches dans une 
région non encore explorée et qui semble promettre pour 
Tavcnir; mais ils ne sauraient suffire, dès aujourd'hui, à 
motiver l'institution d'une concession de mine, qui serait 
o<rtroyée sans que Ton connaisse rien encore de l'allure 
des gisements au-dessous du plateau d'Avri}. .... 

Ces gisements des plateaux, situés loin des affleure- 
ments et à de grandes profondeurs, devront être exploi- 
tés sous l'eau el par puits, et ils nécessiteront dans l'ave- 
nir de grands frais de première installation ; il importerait, 
dès lors, que les concessions octroyées eussent de plus 
grandes étendues que sur la zone des affleurements, et il 
itni de l'intérêt des concessionnaires eux-mêmes que l'al- 
lure des gisements soit bien reconnue par des recherches 
multipliées, pour que les concessions leur soient octroyées 
en ronnaissance de cause et ne les exposent pas a des 
dépenses considérables et improductives. La bonne règle 
serait d(mc, pour ces concessions de l'avenir, qui porte- 
ront sur les gisements des plateaux, situés sous l'eau et 
il de grandes profondeurs, d'octroyer des superficies plus 
grandes, mais d'exiger, par contre, des recherches plus 
(•ompl(?tes, plutôt (jue d'accorder une concession res- 
treinte, d'après les données d'un seul sondage n'éclairant 
(|ue sur Tallure des gites. 

L<»s résultats du sondage d'Avril sont assez encoura- 
g(îants pour que la société qui en est l'auteur n'hésite pas 
à poursuivHî ses recherches dans la région d'Avril. » 

La Société intéressée n'a rien fait, malheureusementt 



DE LA LORRAINE 245 

• 

pour répondre au programme que M. l'ingénieur en chef 
Genreau lui traçait avec tant de clairvoyance, dès 1883, 
et il a fallu que dix années se passent pour que d'autres 
explorateurs, dédaignant la légende qui courait sur 
Finexploitabilité de la région d'Avril-Trieux, rétablissent 
les choses dans leur vérité, au grand avantage de la sidé- 
rurgie française. C'est pour récompenser leur initiative 
que le décret iiistitutif <le la concession de Chévillon leur 
a reconnu le droit d'invcntour prévu par Farticle JO de la 
loi du 21 avril 1810 (indemnité fixée à 200.000 francs). 

Sondage du Chevillon ou du fond Oravin (1883). — C*est 
comme une véritable fatalité <|ui a pesé sur toutes ces 
recherches de Tannée 1883. Les trois, que nous venons 
de rapporter sont Tœuvre de trois Sociétés différentes. La 
bui vante a été faite par une quatrième Société qui a^ 
montré, dans l'espèce, le même défaut de perspicacité. * 

Ce sondage a été pousséjusqu*à la.profondeiirde93'",70. • 
Il est situé dans la vallée du Chevillon, à 1 kilomètre au 
Sud environ du sondage BM et à 2<X) mètres au Nord -■ 
d'un sondage exécuté dans la même vallée, en.l875, par 
MM. Jahiet, Gorand, Lamotte et. C'% maîtres de forges, 
en instance pour Tobtention de la concession de Bois- 
d'Avril. Leur sondage, poussé jusqu'à la profondeur de 
103°, 8U, avait rencontré la formation ferrugineuse sui- 
vante (traversée incomplète, couche grise non atteinte) : 

Calcaire ferrugineux .'i™,00 j 

Calcaire ferrugineux avec minerai. 1 ,?.*» f .«„, ^^^ 

Calcaire ferrugineux 3 ,40 '( * 

Couche de mine i? ,75 1 

Minerai calcareux pauvre ,80 

D'ajirès ce que nous avons vu plus haut (couche rouge 
de BL et BM située à 14 ou 15 mètres de profondeur 
dans la formation), il est bien certain que . le banc de 



24(> LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

a™, 75 de la coupe précédente représente la couche rouge. 
Des analyses faites sur des échantillons de cette couche 
ont donné : 



Fer... 
Chaux 
Silice. 



PARTIS fVpiRIlURB 



43,72 
3,88 
6,24 



PARTIS MOYIRRR 



44,90 

4,52 
10,04 



PARTIR i:iriRIBORE 



43,60 
4,52 
5,96 



Ces résultats très beaux, et qui tendent à prouver que 
la couche rouge de la région Avril-Trieux est d'autant 
meilleure qu'on se rapproche de la faille du Chevillon, 
fournissent un argument de plus pour la considérer 
comme nourricière. 

Comment se fait-il qu'après ces recherches couronnées 
de succès le sondage du fond Gravin n'ait rien trouvé?' 
Cela tient à ce que les niveaux géologiques ont été trèa 
mal interprétés par le sondeur. 

La coupe entière du sondage a, en effet, été présentée 
comme suit : 



Conpe originale. 

30"^, 88 Calcaires ei marnes 

(morts-terrains). 
4 ,18 Marnes grises, consi- 
dérées comme toit 
de la formation. 

16 ,59 Marnes jaunâtres, 
considérées comme 
« place du gisement 
ferrugineux ». 

29 ,35 Marnes liasiques. 

12 ,70 Argiles bleues qua- 
lifiées « marnes mé- 
dioliasiques infé- 
rieures au gisement 
ferrugineux ». 



observations critiques. 

Ces assises appartien- 
nent toutes au oajocien. 

Les 1 6*^,59 de marnes 
jaunâtres constituent la 
partie inférieure de cet 
étage, dont les baucs- 
sont toujours ocreux. 



Total.. 93~,70 



En réalité, marnes in- 
frabajociennes. 

Le sondage a été ar- 
rêté à la base des 
marnes micacées qui 
forment le toit de la 
formation ferrugineuse 
dans laquelle on n'a pas. 
pénétré. 



DE LA LORRAINE 247 

Goncloflion. — La conclusion qui s'impose après cet 
exposé des erreurs répétées commises par les explora- 
teurs de 1883, au grand détriment de l'intérêt général^ 
c'est qu'on ne saurait prendre trop de soin dans le con- 
trôle des sondages, et que la nécessité de constituer des 
dossiers de recherches minutieusement détaillés, comme- 
le modèle A1A.2A3 donné aux Annexes de ce mémoire,, 
est un stimulant précieux qu*on ne doit pas dédaigner. 



CHAPITRE VI. 
BASSIN DBL'OBNB. 



PREMIÈRE SECTION* 
Couche fi^se* 

§ 1. — Failles nourricières du bassin. 

Les couches de minerai qu'on rencontre dans ce bassin- 
dépendent principalement des failles de l'Orne, d'Avril- 
Neufchef et du Woigot, et accessoirement de celles de 
Kombas et de Montois. 

Les failles d'A\Til-Neufchef, de l'Orne et de Rombas- 
appartiennent au système N.E.-S.O. ; celles du Woigot et 
de Montois, au système N.O.-S.E. 

La région d'Auboué-Homécourt-Jœuf est déprimée- 
par les quatre dernières, d'une trentaine de mètres envi- 
ron, sauf à l'extrémité Sud-Ouest, où le rejet n'est que de 
10 mètres. Le compartiment ainsi enfoncé a la forme d'un 
rectangle allongé du N.-E. au S.-O., que la PI. V fait 
nettement ressortir. 

C'est dans cette région déprimée que les puits d'Ho- 
mécourt et d'Auboué ont été foncés récemment au milieu 



248 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

de niveaux aqiiifères considérables, dont Texisience ne 
s'explique que trop par cette particularité topogra- 
pjiique. 

La direction moyenne delà faille de l'Orne est N.53*E. . 
C'est suivant cette môme direction que se développe le '- 
bassin minier depuis Rosselange jusqu'à Brainville-en- 
Woëvre. 

La faille du Woigot affecte une direction sensiblement 
perpendiculaire à celle de TOrne, soit : N. 33* 0. 

Les deux failles de TOrne et du Woigot, ainsi que 
celles qui s'y rattachent latéralement, ont formé les val- 
lées arrosées par les cours d'eau du même nom, dont 
les flancs abrupts sont alignés suivant des lignes de frac- 
ture. 

Dans les assises marneuses du bathonien moven et 
supérieur (région d'Hatrize-Conflans), le dessin des frac- 
tures originelles est très estompé par radoucissement des 
reliefs de surface. Il est, au contrare, resté très net 
rlans la région comprise entre Moineville et Moyeuvro, 
où il est vivement buriné dans les calcaires de Too- 
lithe. 

Paille de l'Orne. — La faille de TOrne, dont le rejet 
se fait vers le Sud, reste bien visihle à la surface jus- 
qu'au-delà d'Auboué. Insignifiant à Rosselange, le rejet 
a une amplitude de (S mètres environ à la frontière. Il 
augmente brus([uement à hauteur de la faille de Montois . 
et atteint une amplitude d'une trentaine de mètres qu'il 
conserve jusqu'à Auboué. L'extension occidentale de la 
cassure prête à un peu d'indécision. Nous l'avons arrêté 
à Moineville, à cause de la courbe (îO de la couche grise, 
qui recoupe la direc.tioii de la faille, sans dénoter de déni- 
vellation; mais pLMit-être la cassure est -elle ouverte en : 
ce point, et même plus loin, jusqu'à Hatrize, sous forme 
de diaclaso, . 



DE LA LORRAINE 249 

Faille de RomlMts. — La faille de Ronibas a son rejet, 
au contraire, dirigé vers le Nord, et il esta peu près do 
la même importance, dans le voisinage de Montois, que 
celui de rOme. De là vient que la courbe 160 de la for- 
mation est à peu près continue sur la PI. V. 

On peut suivre cette courbe depuis Avril jusqu'à Saint- 
Privat et constater qu'elle dessine une concavité très^ 
prononcée vers l'Ouest; c'est la conséquence de la forme 
svnclinale du bassin de TOrne. 

A l'Est de la courbe lOO, les courbes 180, 200, 220 
ont pu être établies très exa(îtenient au moyen des tra- 
vaux d'exploitation dos mines dje Moycuvre et d'Hayange. 
Le petit anticlinal, que traduit l'allure contournée en 
forme d'S de la courbe 220, est certainement un accident 
non contemporain du dépôt <le minerai, de même que les 
failles de Ranguevaux et de Moveuvre-Petite. Ces acci- 
dents, postérieurs à la formation des couches, sont un 
exemple des perturbations nombreuses que le gisement a 
subies sur sa périphérie et qui rendent l'étude des 
couches d'aflleurement si peu commode. 

Vers l'Est, la faille de Rombas a un rejet qui atteint 
40 mètres. Il se réduit, à l'Ouest, à une quinzaine de mètres. 

Pailles de Neufchef et d'AvriL — Les failles de Neuf- 
chef et d'Avril ayant été étudiées précédemment à pro- 
pos du bassin d*Ottange-Tuc(iuegnioux, nous n y revien- 
drons pas ici. 

Pailles du Woigot et de Sainte-Marie. — Ces doux 
failles sont quelquefois désignées sous le nom uniquo de 
Briev. 

Le tracé de la faille du Woigot, outre Mance (ît 
Briey, est bien indiqué par la vallée qui s'étend eiilrc 
ces deux localités. 11 règne plus crincerlitude sur son 
trajet central : celui que nous avons adopté épouse une 



250 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB 

dépression du sol très accentuée, au sud de Briey, à un 
peu moins de 2 kilomètres de cette ville, sur le parcours 
<le la route de Longwy à Pont-à-Mousson* 

Il rencontre la faille de TOme à Textrémîté occidentale 
du tunnel d'Auboué (ligne de Conflans à Homécourt). 

Il est bien établi que la faille ne passe pas dans la 
Tallée suivie par le Woigot à Moutiers, vallée qui serait 
due simplement à Texistence d une diaclase latérale à la 
faille principale. 

Le rejet de celle-ci se fait vers l'Ouest ; mais il est 
difficile de préciser exactement son importance. On sait 
seulement qu'il diminue du Nord au Sud. 

Nous appelons faille de Sainte-Marie celle qui est située 
à peu près dans le prolongement méridional de la faille 
du Woigot. 

Elle débute, au tunnel d'Auboué, avec 2 ou 3 mètres de 
rejet. La dénivellation augmente vers Goinville, où elle 
parait atteindre une dizaine de mètres. La faille vient se 
terminer près de Sainte-Marie-aux-Chênes, après avoir 
rencontré celle de Rombas à peu près à angle droit. 



§2. — Digression sur le bassin 
DE Saint-Privat-Novéant. 



Failles de Roncoort et de Flavigny-Hontigny. — Les 
failles de Roncourt et de Flavigny-Montigny sont décrites 
par les auteurs allemands avec des rejets, la première, 
d'une vingtaine de mètres vers le Nord; la seconde, do 
15 à 20 mètres vers le Sud. 

Ces deux failles, qui font partie du système N.E.-S.O., 
sont recoupées par une faille du système N.O.-S.E., dite 
d'Amanvillers. 

La faille de Flavigny-Montigny et celle d'Amanvillers 
n'intéressent pas la constitution du bassin de l'Orne; 



DE LA LORRAINE 



251 



elles appartiennent au cinquième bassin, que nous avons 
désigné plus haut sous le nom de bassin méridional ou de 
Saint-Privat-Novéant, dans lequel on ne peut songer à 
exploiter que les couches inférieures. M. Greven a 

I 

donné, dans sa description de ce bassin, parue en 1898 
dans Stahl und Eisen^ une coupe Est-Ouest, entre Ples- 
nois et la frontière (coupe XI), que nous jugeons into- 



Ouest 



Garde SchûUe 



£sb. 



?hentc 




:100 



-•100 



échelle des 



( longueurs : Vso ooo 



Chautsurs Vs.ooo 
Fio. 5 (d'après M. Greven). 

ressant de reproduire [fig, 5). Un coup d'œil jeté sur les 
couches qui y sont représentées conduit forcément à 
admettre que la faille de Flavigny a été nourricière. 

Mines de la région d'Ars-sur-Mose/le [vallée de la 
Mance). — Dans la région inférieure de la vallée de la 
Mance, non loin d^ la localité d'Ars-sur-Moselle, se 
trouvent les exploitations de Gorgimont et de Saint-Paul, 
d'où Ton a tiré autrefois les meilleurs minerais du bassin. 
On a exploité à Gorgimont une couche de 1"',80, conte- 
nant de 37 à 42 de fer et une proportion très notable de 
chaux. Les mines sont situées de part et d'autre de la 



^. ^. K •*> ViVl^XAl DE FER OOLITHIQUE 

.M.'v uo la qualité et la puissance des 

. ....,*»! An* l«r et à mesure que les travaux 

t :• > i,;xV. Il semble logique (1*011 conclure 

vM» Il v-iTtijïineuse s'était produite en ce point 

.v.i:v .: ':,i donné naissance plus tard à la dépres- 

. V. ^v lo coux's d*eau. Le mur de la couche fer- 

.»..v/ <..*\vic une allure nettement synclinale; les 

. . . V . .irtlouivments, qui étaient les meilleurs, se 

.* . .*.-,i v^ la ct»te 220 environ, aussi bien à Gorgimont 

; v^ va Vm\\. Dans Tune et l'autre des mines, la couche 

,,. .' o ^v^us h»8 plateaux d'une manière graduelle, jus- 

. K \i vv»ic '^^'k), oii elle devient inexploitable. 

\.'UN bornons à ces quelques mots ce que nous voulions 

.X» A[\ bassin d'Ars-Novéant. Revenons maintenant au 

1. txMM dt* l'Orne. 

\i»UN uv citons que pour mémoire la faille de Coin- 
\\\U\ parallMe à <*eHes de TOrne et de Rombas, et située 
vMim» elles. Klle ne joue qu'un rôle accessoire dans la 
ii'nartilinii des minerais; son rejet maximum vers Coin- 
\illr rcst(» au-dessous de iO mètres. 

Menu» observation pour la faille de Saint-Privat, qui 
^erait situiMî (Mitre les parties des courbes 200 et 180 
coinpi'ises entre» la faille de Roncourt et celle de Rombas. 
PoMi- uo pas compliquer la carte de la IM. V, nous ne 
les aM>ns pas tracées. Nous avons figuré, au contraire, 
la l'aille m Lothringen »>, entre celles de TOrneet de Rom- 
bas, entre les courbes U)0 et 180, qui n'a (pi'une impor- 
lance iiisignitiante (1 ",.">*.) de rej<M), mais qui complète la 
physionomie do la région dWuboué-Jœuf, découpée par 
les failles de Sainte-Mario et de Nbmtois, chi même sys- 
lème. 



DE LA LORRAINE 



253 



5 3. — Coupe longitudinale du bassin de l'Orne. 

Synclinal de Brainville. — Nt)us avons vu que le bas- 
sin do rOrno, dans sa partie orientale, affectait la forme 
d'un synclinal unique, dont la courbe 160 nous a permis de 
suivre un horizon ii peu près continu. 

A roxtrémité occidentale de la faille de TOrne et à 
rOuest do colles du Woigot et de Sainte-Marie, les 
efforts dynaniiquos auxquels Técorce terrestre a été sou- 
mise se traduisent par un plissement énergique, dont la 
courbe U) indique la naissance. Bien prononcé sur la 
courbe 20, il devient extrêmement caractérisé aux 
courbes 0, — 20, iO, — 00. 

D'après la théorie, on doit s'attendre à ce que la zone 
riche de la formation ferrugineuse se trouve dans le syn- 
rlinal. C'est ce que les recherches ont démontré d*une 
façon constante. 

Comparons, en effet, les résultats des sondages AG et 
AF, AO et AE, AN et AM, AT et AL. 

Nous allons voir que les premiers sont beauccmp plus 
riches que les seconds : 



«ONnAOKH 



A«« 
AN 
AT 
A F 
AK 
A M 
AL 



KPAHISMHS 



On tlyi 

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K 


:\\ 


lli 


H 


;<ô 


12 


7 


:ii) 


17 


y 


23 


18 


11 



OnitKItVATlO.X» 



I>ttii8 le synclinal. 



Sur l'iinlirlinal. 



:254 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

§ 4. — RÉGION DE Moyeuvre-Neufchef. 

La ligne qui joint AF, AN, AG se prolonge vers l'Est 
par Moine ville, Auboué, Homécourt, Jœuf, Moyeu vre et 
Rosselange, c'est-à-dire dans toute la vallée de TOme, et 
ne jalonne que des sondages riches. 

Aux affleurements de Rosselange, la faille de TOrne 
s'évanouit; la couche grise ny présente plus qu'une 
importance insignifiante. Par contre, lorsqu'on se dirige 
vers Moyeuvre en venant de Rosselange, elle augmente 
rapidement, en même temps que la faille s^accentue. Les 
coupes aux points XS, XT, XU, aux niveaux 200, 18() 
et 160 de la mine de Moyeuvre et de Gross-Moyeuvre, 
sont caractérisées par les conditions suivantes. La couche 
noire est à peu près constante d'épaisseur (2 mètres), 
ainsi que les marnes qui la séparent de la grise (0 mètres), 
puis les couches grise, jaune et rouge présentent les 
épaisseurs croissantes indiquées ci-dessous : 

Grise 2™,00-2'»,50 et 4'»,00 

Jaune i",90-2«,00 et 2",«n 

Rouge 0°»,70-i«,20 et 2",80 

La qualité de la couche est également très différente 
entre les deux points extrêmes. En XS, elle est pauvre 
et siliceuse avec 20 à 25 p. 100 de silice, tandis qu'en XU 
elle est calcaire avec 39 p. 100 de fer. La mine de Ros- 
selange, à TEst de la courl)e 200, ne trouve plus de 
couche grise à exploiter. Elle est obUgée de se rabattre 
sur la brune à 26 p. 100 de fer environ, avec prédomi- 
nance de l'élément siliceux. 

Une recherche faite au Justement en XX n'a trouvé 
que 1 mètre de couche inférieure inexploitable (oolithes 
grossières, toujours caractéristiques d'une couche pauvre). 



DE LA LORRAINE 



255 



En XY, sur les affleurements de la mine d'Hayange, 
une recherche a donné des résultats comparables, de tous 
points, à celle du Justemont. 

Par contre, au point XV, cote 200, non loin de la faille 
de Neufchef, voici la coupe qu'on trouve : 

COUPE AU POINT (XV). 



DÉlilO.XATiOX DES ROCCIIEt 



Calemire ferragioeux (moitié ral- 

emirf, moitié minermi pauvre). . 

Marnes brunes 

CoDche rouge 

Maruts alternant avec des bancs 

de calcaire ferrugineux 

Couche jaune 

Calcaire marneux et ferrugineux. . 
Couche yri$e arec rognons rai- 

caire$ (altitude da mur : 200"; 

Marnes bleues 

Couche noire marneuse, mélangée 

arec du calcaire gris vcrdfttre.. 



EPAISKBOR 



l-,30 

4 .00 

1 ,30 

4 ,00 

,80 

1 ,30 

5 ,00 

6 ,00 

1 ,10 



ANALYSES 1I0YBN!«ES 



Fer 


Chaax 


Silice 


20 


28 


12 


m 


m 


n 


22 


22 


10 


» 


» 


N 


25 


22 


10 


» 


» 


» 


34 


9 


7 


• 


» 


m 


18 


22 


25 



§5. — RÉGION d'Avril-Briey. 



En revenant de XV vers TOuest, on ne possède pas 
d autre indication sur la couche que celle qui est fournie 
par le sondage P d'Avril. Étant donné l'aplatissement de 
la couche dans tout .Tinlervalle, il y a lieu de supposer 
que le minerai y est réparti d'une façon régulière et qu'on 
n'a pas dç surprises à redouter dans l'exploitation de 
cette région. 

Le sondage P, qui a donné 3",08 de couche grise, 
dont 2",20 avec : fer, 43; chaux, 6; silice, 10, est meil- 
leur que le sondage Q, qui no donne guère plus de 30 do 
fer avec 2", 84 d'épaisseur. 

Aux points R, FL, U, FO, les résultats trouvés sont 
excellents; ils indiquent une couche de 2", 50 à 3°", 50 
avec 37 à 39 p. 100 de fer. 

Tome I, 1902. 17 



256 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Mêmes résultats aux points V, FN et W, où la couche- 
ade 3",50à 4 mètres. 

Il résulte de cette uniformité de répartition qu'il est 
difficile d'apprécier le Me des trois failles d'Avril, di» 
Woigot et de TOme, dans la constitution de la couche- 
grise du plateau considéré. On peut dire toutefois que^ 
sans la faille d'Avril, il est probable que la région septen- 
trionale serait appauvrie relativement à celle qui est voi- 
sine de la faille de l'Orne. Nous allons voir que, sur le 
versant Sud du synclinal, dont cette dernière constitue le 
tliahveg, la couche diminue et disparait peu à peu, faute 
de faille nourricière (Voir à la PI. X les coupes P et BN,. 
de part et d'autre de la faille d'Avril, qui montrent des 
différences sensibles dans la composition de la formation 
ferrugineuse. Couches noires bien développées en P, qui 
démontrent que le rejet de la faille vers le Nord est pos- 
térieur à la formation de ces couches). 



§6. — RÉGION MÉRIDIONALE DU BASSIN. 



Sur le flanc Sud du synclinal, on constate, en efi'et, que- 
la limite d'exploitabilité de la couche grise, du côté de 
Montois, s'infléchit vers le Sud-Ouest. 

Entre l'Orne et la faille de Rombas, c'est toujours l'ho- 
rizon 200 qui limite la zone exploitable (couche grise 
de i"',20 de puissance). Mais, à la rencontre de cette faille, 
qui a donné un relèvement de 46 mètres sur la lèvre 
méridionale, la pente du synclinal augmente rapidement; 
c'est alors l'horizon 180 d'abord, puis l'horizon 160, qui 
forment la limite d'exploitabilité. 

Le redressement du synclinal dans cette région (Malan- 
court-Roncourt), en même temps que le rejet septen- 
trional de la faille de Rombas, sont la cause de cet appau- 



PK LA LORRAIHK : .. ■- 257 

Trissement. C'est, en eflfet, sur le versant Nord de la 
faille de Rombas que la couche grise est la plus riche. 

Ce fait se vérifie non seulement dans la mine de Mon- 
tois,^ où Ton a remarqué qu'un enrichissement sensible 
existait du côté de la frontière, mais aussi dans celle dç 
rOme. Tandis qu'en un point de l'horizontale 160, situé ii 
égale distance des failles de Rombas et de Roncourt, on 
n'obtient qu'un produit à 33 ou 34 p. 100 de fer, 7 à 10 
p. 100 de chaux et 13 à 15 p. 100 de silice, dans l'angle 
formé par les failles de Montois et de Rombas la couche 
monte à 4",20 de puissance et 38 et 39 p. 100 de fer. 
On a remarqué qu'elle y présentait une couleur rougeâtre 
particulière, comme dans le voisinage de beaucoup de 
failles. 

Plus au Nord, près des affleurements dans la vallée de 
l'Orne, la même couche n'a plus que 2",20 et 33 à 34 
p. 100 de fer. 

L'influence de la faille de Rombas sur la partie abaissée 
est donc manifeste. 

Nous verrons plus loin que la même faille a donné nais- 
sance à une couche jaune, qui est exploitée de part et 
d'autre de sa direction, sur une certaine largeur, au-delà 
de laquelle la couche s'appauvrit et ne peut plus être 
utilisée. 

Si l'on examine maintenant ce qui se passe à l'Ouest 
de la faille de Montois, dans le quadrilatère efi'ondré de 
Jieuf-Auboué, on constate que la couche grise est à peu 
près uniformément représentée par 3", 50 à 4 mètres de 
minerai de très bonne qualité (Voir la coupe VIII). Nous 
sommes certainement là dans une région de première 
zone, ce terme étant entendu comme nous l'avons défini 
en étudiant le bassin de Landres. 






258 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

§ 7. — RÉGION OCCIDENTALE. 

Lo reste du bassin de l'Orne, c'est-à-dire la partie qui 
86 développe depuis les failles du Woigot et de Sainte- 
Marie jusqu'au terminus do Brainville, est suffisamment 
expliqué par les coupes VIII, IX et X (PI. XII). 

Elles mettent bien en évidence Taugmentation de 
richesse de la partie centrale. A cet égard, le sondage AN 
de Jarnv (Voir PI. X, coupes de AN et AM) est des plus 
caractéristiques. La coupe VIII et les courbes de niveau 
de la PL V font ressortir sa position privilégiée à l'entrée 
du synclinal de Brainville, au bas d'une pente assez pro- 
noncée. 

Au sondage du Porcher, AT, la couche est encore très 
honne, puis elle se termine en biseau et cesse d'être 
exploitable un peu avant d'atteindre la limite du départe- 
ment de la Meuse, ainsi que l'a démontré une recherche FD, 
exécutée en 1899, et poussée jusqu'à plus de 300 mètres 
de profondeur. Le sondage n'a travei*sé qu'une couche 
pauvre de 0°,53, à la profondeur de 277 mètres et à l'al- 
titude — 71. 

Les coupes transversales IX et X montrent comment le 
bassin de TOrne se termine au Sud. Vers la frontière, le 
relèvement continu du flanc du synclinal coïncide avec 
une diminution progressive de la formation ferrugineuse. 

Dans les sondages DR et DU de Saint-Marcel, situés entre 
ces deux coupes, on n'a trouvé que des couches conte- 
nant moins de 30 p. 100 de fer et plus de 20 p. 100 de silice. 

§ 8. — RÉGION DE GÊNA VILLE. 

La terminaison soptenfrionale du bassin, aux environs 
de Génaville, présente une particularité intéressante à 




DE LA LORRAINE 259 

signaler. Alors que les sondages AB, DS et EV d'Ha» 
trize sont médiocres, et caractérisent une région de 
deuxième zone, savoir: 



Sondages. 


Epaisseur. 


Fer. 


Chaux. 


Silie«. 


AB 


3»,8l 


29 


20 


ir> 


DS 


2 ,63 


33 


li 


12 


EV 


2 ,30 


27 


21 


8 


Génavilie, S, EA, 


EX, 1 


sont bons. 


savoir ; 


Sondages. 


Epaisseur, 


Fer. 


Chaux. 


Silice. 


S 


2«',40 


37 


n 


9 


EA 


4 ,07 


36 


11 


U 


EX 


2 ,75 


37 


11 


8 



Ces derniers résultats s'expliquent par Texistence 
d'une émission ferrugineuse sur la faille du Woigot, aux 
environs de Hriey, et dont le sondage T (Mussot) (2°, 55: 
fer, 39; chaux, 9 ; silice, 8) dépendrait directement. La 
forme synclinale de la courbe 20, auprès des sondages EA 
et EX, s accorde avec cet enrichissement local. 

n serait facile de diviser la région minéralisée que 
nous venons d'étudier en trois zones, analogues, à celles 
que nous avons définies en analysant la constitution du 
bassin de Landres ; mais, en raison de quelques indéci* 
sions qui peuvent subsister dans les résultats donnés par 
les sondages, dont la plupart ont déjà vingt ans d'ancien* 
neté, nous préférons ne pas trop préciser la question. 

Bornons-nous à faire remarquer que la deuxième 
zone, mise en évidence par les sondages AB, DS et EV, 
confine à des minerais de première zone dérivant, d'une 
part, de la faille du Woigot ; d'autre part, de celle de 
l'Orne. Ces derniers, situés dans la région de Moine- 
ville-Giraumont, forment même une première région de 
première zone, comme celle que nous avons délimitée, 
entre la faille de Bonvillers et Joudreville, dans le bassin 
de Landres. Rappelons à ce propos que, dans la forma* 



260 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

tion traversée par le sondage AG, on a trouvé des échan- 
tillons de minerais à 48 p. 100 de fer et à teneur élevée 
en manganèse. 

DEUXIÈME SECTION. 

Couches accessoires. 

Il nous reste à examiner la répartition des couches infé- 
rieures et supérieures dans le bassin de TOrne. 

§ 1. — Couches inférieures. 

Nous emploierons souvent le terme de couche noire pour 
désigner ce faisceau. 

Nous avons déjà dit que c'est la seule ressource des 
mines du bassin méridional, où la couche noire était exploi- 
tée à Ars, antérieurement à 1870. 

On l*a exploré aussi et exploité plus ou moins, dans ces 
derniers temps, à Marange, Pierre villers, et enfin à 
Rombas. 

En ce qui concerne le bassin de TOrne proprement dit, 
voici ce qu'on sait sur l'existence des couches inférieiu'es. 

La couche brune se trouve souvent au mur même de 
la couche grise, où elle constitue un banc siliceux d'une 
puissance de 0",50 à 1"*,50. 

Il ne semble pas qu'on puisse l'utiliser en aucun point 
du bassin de TOrne. 

On doit cependant prévoir le cas où les maîtres de 
forges, ayant besoin d'un fondant siliceux, pourraient être 
amenés à Texploiter accidentellement avec la grise (c'est 
une raison de ce genre qui a motivé l'exploitation pen* 



OB LA LORRAINE 



261 



dant quelque teiups de la couclie noire, à Jœuf, par MM. de 
Wendel). 

Dans la mine de Moyeuvre, elle est de qualité médiocre ; 
mais elle s'améliore, à TOuest de la frontière. 

C'est ainsi que la mine Orne peut en tirer parti dans 
la région occidentale près de Jœuf. 

Elle a été signalée dans la région comprise entre Sainte- 
Marie et Auboué (sondages XM et XL, Prinz August II 
-et III). A la mine de Saint e-Marie-aux-Qiênes, elle serait 
•exploitable, tandis qu'à celle d' Auboué elle ne vaut rien. 

En conséquence, elle doit être délimitée par un péri- 
mètre tel que celui qui figure sur la PL V. La lentille 
exploitable aurait pour centre le point d'intersection des 
deux failles de Konibas et de Sainte-Marie. 

En examinant les résultats des sondages du plateau 
•compris entre les failles d'Avril, du Woigot et de l'Orne, 
-on trouve que les couches inférieures y sont assez con- 
venablement représentées, savoir: 



PCITS OC SOTIDArtËB 



W(Jœun 

FF (Fond de la Noue; 

V — 



ÉPAiSSBUR 



FO (MouUers) 

U (Moutiert) 

FL (Moulien) 

R (U Chénois) 

P (Avril) , 

Q (Boit des Moines) , 



0,90 
1,20 
1,00 
2,26 
1,75 
2,05 
0,72 
3,60 
1,72 
4,43 
1,90 
2,71 
2,85 
1,70 
3,11 
1,64 



(verle) 
(Terte) 
(▼erU) 
(verte) 
(verte) 



PBR 


CHAUX 


stucc 


33 




24 


35 




17 


35 




20 


32 


13 


9 


31 




27 


32 


14 


9 


w 




m 


11 




• 


32 




29 


30 


19 


1» 


■ 




• 


■ 




• 


35 




25 


30 


U 


22 


33 




23 


34 




16 



En dehors de ce plateau, les couches inférieures régnent 
-encore dans la partie centrale du bassin, mais elles dis- 
paraissent assez vite vers TOuest et le Sud. 

Ainsi, au sondage AN de Jarny, que nous avons déjà eu 
•occasion de citer et qui a été fait avec un très grand 






LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



Mance ; on a observé que la qualité et la puissance des 
couches diminuaient au fur et à mesure que les travaux 
s'écartaient de la vallée. Il semble logique d'en conclure 
qu'une émission ferrugineuse s'était produite en ce point 
par la fracture qui a donné naissance plus tard à la dépres- 
sion qu'a suivie le cours d'eau. Le mur de la couche fer- 
rnjrineuse affecte une allure nettement synclinale ; les 
minerais d'affleurements, qui étaient les meilleurs, se 
trouvaient à la cote 220 environ, aussi bien à Gorgimont 
qu'à Saint-Paul. Dans l'une et l'autre des mines, la couche 
remonte sous les plateaux d'une manière graduelle, jus- 
([u'à la cote 245, où elle devient inexploitable. 

Nous bornons à ces quelques mots ce que nous voulions 
dire du bassin d'Ars-Novéant. Revenons maintenant au 
bassin de l'Orne. 

Nous ne citons que pour mémoire la faille de Coin- 
ville, parallèle à celles de TOrne et de Rombas, et située 
entre elles. Elle ne joue qu'un rôle accessoire dans la 
n'^partition des minerais ; son rejet maximum vers Coin- 
ville reste au-dessous de 10 mètres. 

Même o])servation pour la faille de Saint-Privat, qui 
serait située outre les parties des courbes 200 et 180 
comprises entre la faille de Roncourt et celle de Rombas. 

Pour ne pas compliquer la carte de la PI. V, nous no 
les avons pas ti-arées. Nous avons figuré, au contraire, 
la faille t« Lothringen », entre celles de rOrnoet de Rom- 
bas, entre les courbes 160 et 180, qui n'a qu'une impor- 
tance insignifiante (1", 50 de rejet), mais qui complote la 
physionomie de la région d'Auboué-Jœuf, dccoupée par 
les failles de Sainte-Marie et de Montois, du même sys- 
tème. 



DE LA LORRAINE 



253 



§ 3. — Coupe longitudinale du bassin de l'Orne. 

83nielinal de Brainville. — Nous avons vu que le bas- 
sin de rOrno, dans sa partie orientale, affectait la forme 
d'un synclinal unique, dont la courbe 160 nous a permis de 
suivre un horizon à peu près continu. 

A roxtrémité occidentale de la faille de TOrne et à 
l'Ouest de celles du Woigot et de Sainte-Marie, les 
efforts dynamiques auxquels l'écorce terrestre a été sou- 
mise se traduisent par un plissement énergique, dont la 
courbe iO indique la naissance. Bien prononcé sur la 
courbe 20, il devient extrêmement caractérisé aux 
conrbes 0, — 20, — 40, — 60. 

IVaprës la théorie, on doit s'attendre à ce que la zone 
riche de la formation ferrugineuse se trouve dans le syn- 
clinal. C'est <*e que les recherches ont démontré d'une 
fac;on constante. 

Comparons, en effet, les résultats des sondages AG et 
AF, AO et AE, AX et AM, AT et AL. 

Nous allons voir que les premiers sont beaucoup plus 
riches que les seconds: 



SO.VDAriF.S 



AO 
A.N 
AT 
A F 
AE 
A M 
AL 



EI'AI^SKinS 



«. , .'o 

5 .10 

2 ,8.") 

I ,:j:) 

I M 

'2 ,50 

l ,6i 



rtn 


CHAUX 


aiui.r. 


AO 


10 


S 


•.il 


l'i 


li 


'.{S 


1i 


il 


M 


■s 


K 


:\\ 


U\ 


11 


X} 


\l 




M) 


il 


U 


t.i 


18 


. *'» 



OBitKHVATIONB 



DuiiR le ftyncliiial. 



Sur l'anlirlinal. 



25 i- LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



§4. — RÉGION DE Moyeuvre-Neufchef. 



I 



La ligne qui joint AF, AN, AG se prolonge vers TEst 
par Moineville, Auboué, Homécourt, Jœuf, Moyeuvre et 
Rosselange, c'est-à-dire dans toute la vallée de TOrne, et 
ne jalonne que des sondages riches. 

Aux affleurements de Rosselange, la faille de TOrno 
s'évanouit; la couche grise n'y présente plus qu'une 
importance insigniiiante. Par contre, lorsqu'on se dirige 
vers Moyeuvre en venant de Rosselange, elle augmente 
rapidement, en même temps que la faille s'accentue. Les 
coupes aux points XS, XT, XU, aux niveaux 200, 180 
et 160 de la mine de Moyeuvre et de Gross-Moy ouvre, 
sont caractérisées par les conditions suivantes. La couche 
noire est à peu près constante d'épaisseur (2 mètres), 
ainsi que les marnes qui la séparent de la grise (6 mètres), 
puis les couches grise, jaune et rouge présentent les 
épaisseurs croissantes indiquées ci-dessous : 

Grise 2"»,00-2",50 et 4°»,00 

Jaune l»,90-2",0() et e^jJ r» 

Rouge 0",70-l»,20 et 2»,80 

La qualité de la couche est également très différente 
entre les deux points extrêmes. En XS, elle est pauvre 
et siliceuse avec 20 à 25 p. 100 de silice, tandis qu'en XU 
elle est calcaire avec 39 p. 100 de fer. La mine de Ros- 
selange, à TEst de la courbe 200, ne trouve plus de 
couche grise à exploiter. Elle est obligée de se ra])attre 
sur la brune à 26 p. 100 de fer environ, avec prédomi- 
nance de l'élément siliceux. 

Une recherche faite au Justement en XX n'a trouvé 
que 1 mètre de couche inférieure inexploitable (oolithcs 
grossières, toujours caractéristiques d'une couche pauvre). 



DE LA LORRAINE 



255 



En XY, sur les affleurements de la mine d'Hayange, 
une recherche a donné des résultats comparables, de tous 
points, à celle du Justemont. 

Par contre, au point XV, cote 200, non loin de la faille 
de Neufchef, voici la coupe qu'on trouve : 

COUPE AU POINT (XV). 



DitoiuxATiox DU rocr.iiu 



Cale«ire fernagineux (moitié c«l- 

eairr, moitié minerai pauvre).. 

Marnes brunes 

Couche rouge 

MaroM alternant avec des bancs 

de calcaire farrufriueux 

CoDcbe jaune 

Calcaire marneux et ferru(|^ineux. . 
Couche yri$e arec rogiion» ral- 

raiVeir (altitude du mur : 200*^ 

Marnes bleues 

Couche noire marneuse, roélanfrée 

avec du calcaire gris verdfttre.. 



EPAIBSKCR 



4 .00 

1 .30 

'i ,00 

,80 
t ,:w 

a ,00 

6 ,00 

1 ,10 



A?IALTSKS )IOYB?i!>IC!l 



Fer 


Chaux 


Silice 


20 


28 


12 


M 


■ 


■ 


22 


22 


10 


* 


» 


«i 


25 


22 


10 


■ 


m 


» 


U 


9 


7 


• 


« 


M 


18 


22 


25 



§5. — RÉGION d'Avril-Briey. 



En revenant de XV vers TOuest, on ne possède pas 
«l'autre indication sur la couche que celle qui est fournie 
par le sondage P d'Avril. Ktant donné Taplatissement de 
la couche dans tout . l'intervalle, il y a lieu de supposer 
que le minerai y est réparti d'une façon réguhèro et qu'on 
n'a pas de surprises à redouter dans l'exploitation de 
cette région. 

Le sondage P, qui a donné 3"*,08 de couche grise, 
dont 2'",20 avec : fer, 43; chaux, 6; silice, 10, est meil- 
leur que le sondage Q, qui ne donne guère plus de 30 de 
fer avec 2"*,8i d'épaisseur. 

Aux points R, FL, U, FO, les résultats trouvés sont 
excellents; ils indiquent une couche de 2", 50 à 3", 50 
avec 37 à 39 p. 100 de fer. 

Tome I, 1902. 17 



256 LE OISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Mêmes résultats aux points V, FN et W, où la couche- 
a de 3°, 50 à 4 mètres. 

Il résulte de cette uniformité de répartition qu'il est 
difficile d'apprécier le rôle des trois failles d'Avril, du. 
Woigot et de TOme, dans la constitution de la couche- 
grise du plateau considéré. On peut dire toutefois que, 
sans la faille d'Avril, il est probable que la région septen- 
trionale serait appauvrie relativement à celle qui est voi- 
sine de la faille de l'Orne. Nous allons voir que, sur le 
versant Sud du synchnal, dont cette dernière constitue le 
thalweg, la couche diminue et disparait peu à peu, faute 
de faille nourricière (Voir à la PI. X les coupes P et BN, 
de part et d'autre de la faille d'Avril, qui montrent des 
différences sensibles dans la composition de la formation 
ferrugineuse. Couches noires bien développées en P, qui 
démontrent que le rejet de la faille vers le Nord est pos- 
térieur à la formation de ces couches). 



§ 6. — RÉGION MÉRIDIONALE DU BASSIN. 



Sur le flanc Sud du synclinal, on constate, en effet, que- 
la limite d'exploitabilité de la couclie grise, du côté de 
Montois, s'infléchit vers le Sud-Ouest. 

Entre l'Orne et la faille de Rombas, c'est toujours l'ho- 
rizon 200 qui limite la zone exploitable (couche grise 
de 1°*,20 de puissance). Mais, à la rencontre de cette faille, 
qui a donné un relèvement de 46 mètres sur la lèvre 
méridionale, la pente du synclinal augmente rapidement ; 
c'est alors Thorizon 180 d'abord, puis Thorizon 160, qui 
forment la limite d'exploitabilité. 

Le redressement du synclinal dans cette région (Malan- 
court-Roncourt), en même temps i\ue le rejet septen- 
trional de la faille de Rombas, sont la cause de cet appau- 



^ 



PK LA LORRAIMB / .. ^ 257 

vrissement. C'est, en effet, sur le versant Nord de la 
faille de Rombas que la couche grise est la plus riche. 

Ce fait se vérifie non seulement dans la mine de Mon- 
tois, où Ton a remarqué qu'un enrichissement sensible 
existait du côté de la frontière, mais aussi dans celle dç 
l'Orne. Tandis qu'en un point de Thorizontale 160, situé à 
égale distance des failles de Rombas et de Roncourt, on 
n'obtient qu'un produit à 33 ou 34 p. 100 de fer, 7 à 10 
p. 100 de chaux et 13 à 15 p. 100 de silice, dans l'angle 
formé par les failles de Montois et de Rombas la couche 
monte à 4",20 de puissance et 38 et 39 p. 100 de fer. 
On a remarqué qu'elle y présentait une couleur rougeâtre 
particulière, comme dans le voisinage do beaucoup de 
failles. 

Plus au Nord, près des affleurements dans la vallée de 
rOrne, la même couche n'a plus que 2", 20 et 33 à 34 
p. 100 de fer. 

L'influence de la faille de Rombas sur la partie abaissée 
est donc manifeste. 

Nous verrons plus loin que la même faille a donné nais- 
sance à une couclie jaune, qui est exploitée de part et 
d'autre de sa direction, sur une certaine largeur, au-de^là 
de laquelle la couche s'appauvrit et ne peut plus être 
utilisée. 

Si l'on examine maintenant ce qui se passe à l'Ouest 
de la faille de Montois, dans le quadrilatère effondré de 
Jieuf-Auboué, on constate que la couche grise est à peu 
près imiformément représentée par 3", 50 à 4 mètres de 
minerai de très bonne qualité (Voir la coupe VIII). Nous 
sommes certainement là dans une région de première 
zone, ce terme étant entendu comme nous l'avons défini 
en étudiant le bassin de Landres. 



258 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

§ 7. — RÉGION OCCIDENTALE. 

Le reste du bassin de l'Orne, c'est-à-dire la partie qui 
se développe depuis les failles du Woigot et de Sainte- 
Marie jusqu'au terminus de Brainville, est suffisamment 
expliqué par les coupes VIII, IX et X (PI. XII). 

Elles mettent bien en évidence l'augmentation de 
richesse de la partie centrale. A cet égard, le sondage AN 
de Jarny (Voir PI. X, coupes de AN et AM) est des plus 
caractéristiques. La coupe VIII et les courbes de niveau 
de la PI. V font ressortir sa position privilégiée à l'entrée 
du synclinal de Brainville, au bas d'une pente assez pro- 
noncée. 

Au sondage du Porcher, AT, la couche est encore très 
bonne, puis elle' se termine en biseau et cesse d'être 
exploitable un peu avant d'atteindre la limite du départe- 
ment de la Meuse, ainsi que Ta démontré une recherche FD, 
exécutée en 1899, et poussée jusqu'à plus de 300 mètres 
de profondeur: Le sondage n'a traversé qu'une couche 
pauvre de 0",53, à la profondeur de 277 mètres et à l'al- 
titude — 71 . 

Les coupes transversales IX et X montrent comment le 
bassin de TOrne se termine au Sud. Vers la frontière, le 
relèvement continu du flanc du synclinal coïncide avec 
une diminution progressive de la formation ferrugineuse. 

Dans les sondages DR et DU de Saint-Marcel, situés entre 
ces deux coupes, on n'a trouvé que des couches conte- 
nant moins de 30p. 100 de fer et plus de 20 p. 100 de silice. 

§ 8. — RÉGION DE GÊNA VILLE. 

La terminaison septentrionale du bassin, aux environs 
de Génaville, présente une particularité intéressante à 



DE LA LORRAINS 259 

signaler. Alors que les sondages AB, DS et EV d*Ha* 
trize sont médiocres, et caractérisent une région de 
deuxième zone, savoir: 



Sondages. 

AB 


Epaisseur. 

3»,8l 


Fer. 
29 


Chaux. 
20 


Silice. 
15 


DS 


2 ,63 


33 


li 


12 


EV 


2 ,30 


27 


21 


8 


Génav 


ille, s, EA, 


EX,! 


sont bons, 


savoir : 


Sondage*. 

S 


Epaisseur. 

2-,40 


Fer. 
37 


Chaux. 


Silice. 

9 


EA 


4 ,07 


36 


il 


11 


EX 


2 ,75 


37 


il 


8 



Ces derniers résultats s*expliquent par l'existence 
d'une émission ferrugineuse sur la faille du Woigot, aux 
environs de Brioy, et dont le sondage T (Mussot) (2",55: 
fer, 39 ; chaux, 9 ; silice, 8) dépendrait directement. La 
forme synclinale de la courbe 20, auprès des sondages EA 
et EX, s'accorde avec cet enrichissement local. 

Il serait facile de diviser la région minéralisée que 
nous venons d'étudier en trois zones, analogues, à celles 
que nous avons définies en analysant la constitution du 
bassin de Landres ; mais, en raison de quelques indéci- 
sions qui peuvent subsister dans les résultats donnés par 
les sondages, dont la plupart ont déjà vingt ans d'ancien* 
neté, nous préférons ne pas trop préciser la question. 

Bornons-nous à faire remarquer que la deuxième 
zone, mise en évidence par les sondages AB, DS et EV, 
confine à des minerais de première zone dérivant, d'une 
part, de la faille du Woigot ; d'autre part, de celle de 
l'Orne. Ces derniers, situés dans la région de Moine- 
ville-Giraumont, forment même une première région de 
première zone, comme celle que nous avons délimitée, 
entre la faille de Bonvillers et Joudreville, dans le bassin 
de Landres. Rappelons à ce propos que, dans la forma- 



260 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

tion traversée par le sondage AG, on a trouvé des éclian- 
tillons de minerais à 48 p. iOO de fer et à teneur élevée 
en manganèse. 

DEUXIÈME SECTION. 

Couches accessoires* 

. 

Il nous reste à examiner la répartition des couches infé- 
rieures et supérieures dans le bassin de TOrne. 

§ 1. — Couches inférieures. 

Nous emploierons souvent le terme de couche noire pour 
désigner ce faisceau. 

Nous avons déjà dit que c'est la seule ressource des 
mines du bassin méridional, oii la couche noire était exploi- 
tée à Ars, antérieurement à 1870. 

On l'a exploré aussi et exploité plus ou moins, dans ces 
derniers temps, à Marange, Pierre villers, et enfin à 
Rombas. 

En ce qui concerne le bassin de TOrne proprement dit, 
voici ce qu'on sait sur l'existence des couches inférieures. 

La couclie brune se trouve souvent au mur même de 
la couche grise, où elle constitue un banc siliceux d'une 
puissance de 0",50 à 1",50. 

Il ne semble pas qu'on puisse Tutiliser en aucun point 
du bassin de TOrne. 

On doit cependant prévoir le cas où les maîtres de 
forges, ayant besoin d'un fondant siliceux, pourraient être 
amenés à l'exploiter accidentellement avec la grise (c'est 
une raison de ce genre qui a motivé l'exploitation pen- 



OB LA LORRAINE 



261 



^ant quelque temps de la couche noire, à Jœuf, par MM. de 
Wendel). 

Dans la mine de Moyeuvre, elle est de qualité médiocre ; 
mais elle s'améliore, à TOuest de la frontière. 

C'est ainsi que la mine Orne peut en tirer parti dans 
la région occidentale près de Jœuf. 

Elle a été signalée dans la région comprise entre Sainte- 
Marie et Auboué (sondages XM et XL, Prinz August II 
-et III). A la mine de Sainte-Marie-aux-Chênes, elle serait 
-exploitable, tandis qu'à celle d' Auboué elle ne vaut rien. 

En conséquence, elle doit être délimitée par un péri- 
mètre tel que celui qui figure sur la PL V. La lentille 
exploitable aurait pour centre le point d'intersection des 
deux failles de Ronibas et de Sainte-Marie. 

En examinant les résultats des sondages du plateau 
•compris entre les failles d'Avril, du Woigot et de l'Orne, 
-on trouve que les couches inférieures y sont assez con- 
venablement représentées, savoir : 



PCITB OU SO.HOAOBS 



W (Jœuf) 

FP (Fond de la Noue) 

V — 



ÉPAISeBUR 



FO (MouUers) 

U (Moutiera) 

FL (MouUen) 

R (U Chéaois) 

P (Avril) , 

Q (Boit des Moioes) , 



(verle) 
(Tfuie) 



0,90 

1,20 

1«00 

2,26 

1,75 

2,05 

0,72 

3.60 (TerU) 

1.72 

4.43 (Terte) 

1,90 

2,71 (rerle) 

2,85 

1,70 

3,11 

1,64 



PBR 


CHAUX 


SIUCC 


33 


7 


24 


35 


7 


17 


35 


7 


20 


32 


13 


9 


3t 


5 


27 


32 


14 


9 


* 


• 


» 


« 


» 


» 


32 


4 


2!) 


30 


19 


19 


» 


• 


• 


• 


M 


• 


35 


a 


25 


30 


11 


22 


33 


5 


23 


34 


7 


16 



En dehors de ce plateau, les couches inférieures régnent 
-encore dans la. partie centrale du bassin, mais elles dis- 
paraissent assez vite vers l'Ouest et le Sud. 

Ainsi, au sondage AN de Jamy, que nous avons déjà eu 
-occasion de citer et qui a été fait avec un très grand 



262 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

soin par la Société Schneider et C du Creusot, elles sont 
notées, la couche noire avec 0'",59 d'épaisseur, très 
pauvre, et la couche verte avec 1",29 et la mention : 
« calcaire ferrugineux marneux très pauvre » ; mais, au 
centre, on trouve en AB, AH, des résultats très intéres- 
sants ; 

En AB, la couche a 4",21 avec 34 do fer, 8 de chaux, 
6 de silice ; 

En AH, elle a 2" ,75 et une analyse donne : fer, 40 ; 
chaux, 9; silice, H. 

Ces résultats, qui remontent à 1883, ont été confirmés 
par des recherches plus récentes, dont nous avons exa- 
miné nous-même les carottes. Ainsi le sondage DS a 
donné une couche de 3", 65 avec 36 de for, 7 de chaux, 
19 de silice. 

Le sondage EA a donné un résultat analogue avec une 
épaisseur réduite à 2", 75. 

Enfin, onretombe, avec le sondage EY, dans une région 
d'appauvrissement où la couche noire redevient inutili- 
sable (Voir délimitation de la PI. V). 

On peut donc dire que, dans Tensomble du bassin de 
rOrne, la zone la plus riche de la couche noire se trouve 
au centre du triangle Giraumont-Moineville-Gcnaville. 
Elle dépendrait d'une émission située à Textrémité 
Ouest (le la faille de TOnie. Quant à la lentille reconnue 
aux sondages P et Q, elle proviendrait de la faille d'Avril ; 
celle qui va de Briey à Jœuf serait formée par la réunion 
de deux dépôts, originaires Tun de la faille du Woigot, 
et l'autre de la faille de l'Orne (partie centrale) (Voir 
PI. V). 

§ 2. — Couche jaune. 

Cette couche est représentée, dans beaucoup de son- 
dages, par un banc de calcaires ferrugineux situé au toit 



DE LA LORRAINE 



2d3 



•le la coache grise« dont il n*est séparé que par un faible 
intervalle de l mètre eoTiroD de calcaire. 

La coache est bien fomiée, suffisamment riche et puis- 
sante pour être exploitée dans les endroits suivants. 

Bé^îon de MontoîA. — Zone s'aUon géant <le Moutois à 
Rosselange avec une laideur de 1.5<K) mètres environ. 
La faille de Ronibas est à peu près dans Taxe de cette 
zone. La couche jaune s'y exploite avec 2",00 à 2*,50 
d'épaisseur. Composition : fer, 35 à ÎW; chaux, 12; 
silice, T. A Textrémité Est de la zone utile, elle descend à ^ 
1",2<J l'mine de Saint-PauP. 

Ségion d'Homéoonrt. — La composition de la couche 
dans cette région est la suivante : 



W PaiU de JœoO • 
FP (Haat de« Tapes 



ÉPAïueim 



2-.30 
•2 ,50 



rcR 



34 



Cl* ex 



14 
14 



tILICB 



fi 

7 



Aux points X, FX, AD, FM, la couche n'est plus 
exploitable. 



Bégion de Briey-Valleroy. — Elle commence à redevenir 
bonne en FO et FL, tandis qu'à S, T et R, elle ne vaut 
rien. 

A Y et Z, elle est exploitable, alors qu'à AG, AB, EA, 
elle ne vaut plus rien. Voici les données fournies par les 
sondages bons. 



FO ^MouUera) 

FL ^Moutiers) 

Y (Valleroy) 

Z (Bellerae) 



irAISSCOR 


rui 


CBAUX 


SILICE 


l-,45 


35 


1B 


5 


2 ,«»7 


35 


15 


7 


1 .W 


34 


14 


7 


3 ,66 


34 


16 


10 



"264 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Région d'Avril. — Le sondage P a donné une couche 
<ie 1",20, dont ci-dessous une analyse : 

Fer f 40 Chaux.... 7 Silice 11 

Au sondage Q, la couche jaune n'est plus utilisable (Voir 
les délimitations de la PI. V). 

§ 3. — Couche rouge. 



En Lorraine allemande, la couche rouge exploitable 
n'a pas été signalée. 

En France, on hi trouve : 

1° Région de Jœnf-Homécourt. — Aux points W, X, FN 
•et FP, avec la composition suivante : 



son D AGIS DES PDITS 



W (Faits deJœar).... 

X (Jœof) 

FN (Haut des Tapes) . . . 
FP (Fond de la Noue). 



ÉPAISSEUR 



2- .05 

2 ,53 

3 .40 
3 .60 



PEU 


CHAUX 


SILICE 


38 


11 


7 


40 


6 


7 


36 


12 


C 


35 


14 


6 









En V, FM, AD, la couche ne vaut plus rien. 

2° Région de Briey. — A l'Ouest de la faille du Woigot, 
il n'y a rien de bon. Exemple : 



SONDAGES 



T (Musset) 

Y (Valleroy) 

Z (BeUeme) 

BA (Les Baroehes). 



ÉPAISSEUR 



2-,63 
2 ,75 
1 ,45 
1 .05 



PEU 


CHAUX 


SILICE 


23 


27 


6 


19 


24 


15 


28 


15 


16 


21 


22 


19 



Tandis qu'à l'Est de la faUle les sondages U, FO, FL, 



DE LA LORRAINE 265 

R, sont très bons, ainsi que le montre le tableau ci- 
après : 



•OlfOAGU 



U (MoutWTV)... 

FO — . . . . 
FL — . . . . 
R (U Chéaois) 



ftPAISSBUII 



2-J8 

1 ,45 
3 ,40 

2 ,93 



PU 


CBAOX 


SIUCB 


40 


9 


5 


39 


7 


8 


40 


8 


6 


35 


15 


7 



Aux sondages P et Q, il n'y a plus qu'un banc insignifiant. 

Dans tout le reste du bassin de TOme, la couché rouge 
ne renferme rien d'exploitable. 

Remarque. — Les résultats trouvés en couches jaune 
et rouge, au voisinage des failles de TOrne et du Woigot, 
favorables tantôt sur une lèvre, tantôt sur l'autre, indiquent 
que les mouvements de terrains ne se sont pas faits tou- 
jours dans le même sens, lors des dislocations successives* 
C'était tantôt un côté, tantôt Tautre qui s'abaissait. Cette 
observation justifie la réserve que nous faisions au cha- 
pitre II (p. 152), sur le défaut de concordance possible, au 
voisinage des failles, entre le relief actuel des couches et 
celui qu'elles ont pu affecter lors des dépôts. 



CHAPITRE VII. 

CONSIDtBATIONS GÉNÉRALES SUR LA COMPOSITIOIT 
DBS MnntRAIS BT LBUR OBNÉSB. 



Nous avons déjà donné, à la fin du chapitre iv, des 
indications relatives à la composition des minerais du 
bassin de Landres. Nous avons montré : 1" que les couches 
-ferrugineuses s'étaient formées par le mélange des ma- 
tières minérales amenées de la profondeur par les sources, 
avec les sédiments pauvres contemporains, cx)nstitués aux 



266 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

dépens des terrains préexistants ; 2* que, dans le voisinage 
des centres d'émission, la précipitation du fer a atteint 
son maximum et a permis la constitution d'une zone de 
grande richesse; 3" que, sur la périphérie de cette pre- 
mière zone, il en existe une seconde où le carbonate de 
chaux s'est précipité à son tour en grande abondance ; 
4* et qu'enfin, au-delà de la deuxième zone, s'étendent 
des formations sédimentaires simplement enrichies par 
l'élément ferrugineux devenant de moins en moins abon- 
dant. 

Il sera fort intéressant, pour les exploitants de mines, 
de connaître ces différentes zones, dont dépend étroitement 
la valeur des produits. 

Les première et deuxième zones contiennent les mine- 
rais riches ou calcaires, presque purs. Ce n'est que sur 
la bordure extérieure de la deuxième zone que le mélange 
avec les sédiments pauvres devient très sensible. 

Au large de cette limite, suivant que les sédiments 
contemporains étaient quartzeux, argileux ou calcaires, 
les produits présentent dés compositions très disparates 
oïl la silice, l'alumine ou la chaux atteignent quelquefois 
des teneurs considérables. 

En ce qui concerne le traitement métallurgique, les 
minerais à teneur élevée en silice ou en chaux ne sont 
.pas toujours à dédaigner. Grâce à la prédominance de 
l'un ou de lautre de ces éléments, et aussi parfois à celle 
de Tahimine, leur caractère réfractaire s'accentue et ils 
deviennent éminemment propres à la fabrication des 
fontes de moulage, fabrication dans laquelle il faut réa- 
liser une allure très chaude pour parvenir à introduire 
beaucoup de silicium dans la fonte. 

En dehors de ce cas spécial, la présence de la silice à 
Tétat de quartz dans les minerais est plutôt un inconvé;- 
nient, et on cherche à l'éviter autant que possible, surtout 
depuis que le procédé Thomas s'est répandu dans l'Est. 



DE LA LORRAINE x267 

§ 1 . — Silice et alumine contenues dans les minerais. 

Dans les très nombreuses analyses qui ont été faites 
dans ces dernières années, à Toccasion des recherches de 
mines, on ne s'est jamais préoccupé de doser séparément 
la silice combinée et le quartz. D'une façon générale, on 
isait que les minerais très quaitzeux présentent une grande 
friabilité. Ceux où prédomine le calcaire sont, au con- 
traire, extrêmement résistants. 

Des échantillons de minerais de cette dernière caté- 
gorie, essayés à Tusine de la Société de Pont-à-Mousson, 
n'ont commencé à se fendiller que sous des pressions 
variant entre 217 à 288 kilogrammes par centimètre 
carré. 

Dans les minerais purs, le ciment qui réunit les oolithes 
est à la fois calcaire et silicate ; le sesquioxyde de fer 
â'est concentré spécialement dans les oolithes, mais sans 
se dégager entièrement de la chlorite, qui a été en partie 
concrétionnée avec lui. 

C'est, du moins, ce que tendent à démontrer les tra- 
vaux de M. Bleicher, qui a étudié les effets d'une action 
prolongée de l'acide chlorhydrique et du chlorate de 
potasse, avec ou sans addition d'acide nitrique, sur les 
oolithes ferrugineuses. M. Bleicher a constaté de la 
sorte : 

1" Que les oolithes sortent de ce traitement privées 
de fer et réduites à un squelette siliceux zone ; 

2* Que le ciment dans lequel les oolithes sont ni- 
chées est devenu aussi complètement privé de feret qu'il 
est souvent d'une structure fibrillaire ; 

3° Qu'on observe quelquefois des grains de sable quart- 
zeux entrant dans la composition du ciment ou dans celle 
des oolithes. 



268 LE GISEMENT DE MINORAI DE FER OOLITHIQUE 

M. Bleicher conclut ainsi : «- La richesse du minerai 
« est en fonction directe du rapprochement des grains 
« oolithiques, qui sont les grands condensateurs de limo- 
« nite et en raison inverse de l'abondance du calcaire 
« sous forme dé débris de coquilles et de Tabondance du 
« ciment, quelle que soit sa nature. » 

Théorie de la genèse par substitution. — Le squelette 
siliceux zone que signale M. Bleicher serait le résidu de 
la destruction de l'oxyde de fer libre et de celui qui exis- 
tait en combinaison avec la silice dans les oolithes. 

Des recherches récentes de M. Stanislas Meunier l'ont 
amené à des conclusions notablement différentes. Le ré- 
sidu obtenu par l'action prolongée de l'acide chlorhydrique 
sur les oolithes serait non pas de la silice, mais un mé- 
lange de sable et d'un hydrate d'alumine, constituant une 
variété de bauxite. M. Stanislas Meunier part de cette 
constatation pour conclure à la formation des minerais 
par une épigénie progressive dedépôts précédemment cal- 
caires, sous l'action prolongée d eaux chargées de sels 
solubles de fer et d'alumine. 

A l'appui de cette théorie, M, Stanislas Meunier cite 
les proportions anormales d'alumine qui ont été trouvées 
dans certains minerais (13 p. 100 pour des mines de la 
région de Nancy). 

L'indication d'une teneur en alumine aussi élevée est 
loin de correspondre à la généralité des cas ; dans la pra- 
tique courante, elle ne se rencontre que très rarement, 
pour ne pas dire jamais. Même dans ceux des minerais 
de la région de Nancy qui passent pour être assez 
alumineux, elle ne s'écarte guère du chiffre de 7 à 9 
p. 1<X). Témoin les analyses ci-dessous de trois mines 
différentes du bassin de Nancy. 



DE LA LORRAINE 



26»! 



m 



mtms DB 



BoudoBTillo 
VaNd«-Ftr . 
Amance.... 



PERTS AU rcc 



15,10 
15,62 
18,97 



PER 



35.50 
35,97 
33,22 



CflACX 



5^00 

8,90 

12,05 



SIUCB 



17,08 

14.G0 

9,70 



ALt'MIRB 



7,05 
8,25 
8,78 



Les minerais de la concession de Frouard utilisés par 
les forges situées dans la même localité ont la composition 
suivante : 

Fer.. 36; Chaux.. 7; Silice.. 13 à 14; Alumine.. 8 à ,8,50 

En remontant aussi loin que possible dans les recherches- 
relatives à Tobtention de cette concession, les exploitants 
n'ont pu nous citer qu'un seul cas où la teneur en alumine- 
ait été trouvée supérieure à 10p. 100. Il s'agit d'un petit 
banc de 0",10 de la couche inférieure (qu'on n'exploite 
d'ailleurs en aucune façon) qui aurait fourni, à l'analyse, 
alumine : 11,50 p. 100. 

Les exploitants de lu mine deCbavigny sont également- 
convaincus que des teneurs en alumine aussi élevées que^ 
celles dont il vient d'être fait mention ne peuvent se ren- 
contrer que dans des couches de mauvaise qualité et inu- 
tilisables. 

C'est encore dans la couche inférieure, très marneuse,, 
qu'on a trouvé le maximum d'alumine, 10,77 p. 100. 

(Il est d'ailleurs prudent de ne pas trop se fier aux 
dosages d'alumine, qui se font, comme on sait, par diffé- 
rence, dans la plupart des laboratoires.) 

On peut voir, parles analyses détaillées reproduites ci- 
dessous, que les teneurs en alumine des minerais deLandres 
qui peuvent être considérés comme types d'excellents- 
produits restent comprises dans des limites bien plus faibles.. . 



270 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



•OJIDAOBS 



CK 

CH 



PBB 



41,94 
41,43 
33,62 



CRAdX 



9,2^ 
12,02 
15,02 



siuce 



5,38 
6,02 
7,78 



ALUMIXK 



5,94 
5,29 
5,67 



tONDAOCK 



<:t. 

DA. 
DB. 
DG. 
DH. 
DP. 



PEU 



38,08 
37,33 
32,96 
31,80 
40,21 
39,78 
35,t>3 



CHAUX 



15,40 
12,42 
14,93 
18,32 
10,66 
12,67 
13,97 



•ILICB 



5,83 
5,82 
6,83 
6,12 
5,66 
5,60 
7,03 



ALUMINE 



5,32 
5,14 
6,03 
4,2i) 
5.G3 
4,61 
4,44 



Dans le sondage DG, la couche grise se compose de 
, bancs de mine riche et de bancs calcaires. Leur analyse 
séparée a donné les résultats suivants : 

V Minerai riche à fines oolithes (partie supérieure de 
la couche) : 

Fer... 40,18; Chaux.. 10,78; Silice.. 4,76; Alumine.. o,37 

2" Minerai calcaire à grosses oolithes (partie médiane 
de la couche) : 

Fer... 31,69; Chaux.. 19,14; Silice.. 6,54; Alumine.. 3,o7 

3° Minerai calcaire à fines oolithes (partie inférieure de 
la couche) : 

Fer.. 27,30; Chaux.. 20,87; Silice.. 7,54; Alumine.. 4,22 

Il semble qu'on puisse conclure de là que, dans les mi- 
nerais purs de première zone, Talumine est représentée 
d'une façon à peu près constante par une proportion 
variant de 4 à 6 p. 100(*). 

(*) En se reportant à l'analyse du banc île rir liesse exceptionnelle 
rencontré an sondage DU de Jondreville (p. 190), le lectenr s'assurera 
facilement que Taluniine ne s'y rencontre que dans une pr(»porli(»n 
comprise dans les mêmes limites. 



DE LA LORRAINE 271 

Dans les minorais moins purs, c'est- àKlire mélangés 
<l'une quantité plus ou moins considérable de sédiments 
argilo-calcaires, la proportion s'élève un peu pour rester 
K'ompriso entre 7 et 9 p. 100. En particulier, aucune des 
4malyses publiées au sujet des couches du Luxembourg 
n indique de proportions supérieures à cette teneur. 

M. Bleicher avait formulé autrefois une théorie qui 
reposait sur le pouvoir fixateur de la silice et de Talumine 
-en présence du fer. 

M. Bleicher résumait comme suit les principes de cette 
théorie. 

Les conditions favorables à la formation du minerai 
oolithique sont : la présence simultanée, en un point : 
1° de fer dissous ou ii 1 état de suspension; 2" de silice et 
•d'alumine. C'est par le jeu combiné de ces trois éléments, 
.que Teau de mer pouvait contenir en proportion variable, 
que le dépôt a pu s'effectuer. Il est possible que les choses 
se soient passées ainsi : sur certaines surfaces des fonds 
<le mer en forme de cuvettes peu profondes, se sont accu- 
.muléos des vases fortement siliceuses et un peu alumi- 
jieuses qui ont fixé^ au fur et à mesure, le fer dos eaux 
•qui passaient au-dessus ou au milieu d'elles. Il n'est pas 
nécessaire d'admettre (jue la i)roportion de fer entraînée 
par les eaux soit très considérable ; elle devait cependant 
Tètre plus que dans les eaux de mer nonnales, mais pas 
-tissez forte pour gêner la vie animale. 

L'alumine et la silice à l'état gélatineux fixent très 
bien, l'alumine surtout, le fer des solutions ferrugineuses 
<et les éclaircissent rapidement par précipitation de 
Toxvde de fer. 

La silice et Talumino auraient peu à peu englobé dans 
un réseau tout le « fer qui se présentait, et plus tard 
« seulement, dans cette sorte d'écume demi-solide, fer- 
<f rugineuse et siliceuses les" oolithes se seraient formées 
« par condensation de silice, de fer, d'alumine, en couches 

Tome I, 1902. 18 



272 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

« roncentriques autour d'un rentre (rattraction, grain <le 
K sable ou débris organiques. Les oolithes résultent, en 
« effet, (l'une sorte de condensation, de concentration du 
« fer dans la masse silico-ferrugineuse (*) ». 

D'après la théorie récente de M. Stanislas Meunier, le 
rôle fixateur de ralumine interviendrait aussi, mais non 
plus à l'époque môme ou se déposaient les couches ; ce 
serait postérieurement, par métasomatose lente, que des 
fonnations, priniitivement calcaires, se seraient trans- 
formées en limonite. 

La tliéorie métasomatique, qui est très en honneur en 
Allemagne, repose sur des ol)servations qui sont sans doute 
fondées, et qui peuvent donner dans différents cas particu- 
liers la clef de certains phénomènes. Dans le cas spécial des 
minerais de la Lorraine, elle fournit Texplication de la fer- 
ruginisationde fragmentsde ro<*hes primitivement stériles 
et de restes fossiles d'origine animale ou végétale. Mais 
il ne nous paraît pas possible de la mettre en cause pour 
oxpliquerla formation des couches oolithiqueselles-mômes. 

Etant donné le rôle protecteur que joue, par rapport à 
la formation ferrugineuse, au point de vue de la pénétra- 
tion des eaux la puissante assise des marnes micacées qui 
la recouvrent, il faudrait admettre, pour justifier la genèse 
dos minerais par métasomatose, (pie les eaux ferrugini- 
santes sont descendues de la surface par des cassures 
(ui failles interrompant la ccmtinuité du banc imper- 
méable. 

Les failles que nous qualifions de nourricières auraient 
fourni, en particulier, des voies de pénétrations de ce 
genre. Le f(M* qu'elles auraient véhiculé leur aurait été 
fourni parla destruction des assises de l'oolithe moyenne, 



/' Le Minerai de fer tie Meurlfm-et-Mosclle. {Mir M. Bleicher [UuUelin 
//*' la Société' ituiuslrielle de l'Esf, 1894). 



DE LA LORRAINE 273 

l'oxfordien notamment, peut-être aussi le corallien, qui 
recouvraient autrefois le gisement. 

Dès le principe, on est arrêté par l'immense quantité 
(le terrain détruit qu'il faudrait admettre pour engendrer 
rénorme masse de fer rassemblée aujourd'hui dansTétage 
toarcien. 

Mais une autre objection est plus grave. Si la minéra- 
lisation s'était faite per descensum^ elle aurait surtout 
porté sur les calcaires du bajocien inférieur, puisque les 
eaux d'infiltration s'v rassemblent fatalement au-dessus 
des marnes micacées^. De fait, les calcaires de l'infra- 
bajocien sont très ocreux, et quelques explorateurs inex- 
périmentés! les ont quelquefois confondus avec des hori- 
zons du minerai de fer. 

En admettant même que la minéralisation ait dû se 
localiser, pour une raison ou pour une autre, dans le 
toarcien, comment expliquer que certains horizons super- 
posés soient seuls riches en fer, tandis que d'autres, de 
nature calcaire coj)cndant, n'aient pas été ferruginisés? 
que, dans une même couche, on rencontre des bancs cal- 
caires pauvres à côté d'autres constitués presque unique- 
ment d oolithes riches ? 

En particulier, il est frappant de trouver, au toit de la 
couche grise, dans une notable portion du gisement, — 
dans lo bassin de Landres, surtout, — un banc de calcaire 
blanchâtre grossier, lumachellique très souvent, extrême- 
ment pauvre en fer. 

Ce banc, qui a fréquemment de 0"',40 à 0",50 d'épais- 
seur et se trouve régulièrement superposé à la couche 
grise, montre une accumulation de coquillages qui fait 
un contraste frappant avec la couche, complètement 
dépourvue de fossiles. 

Dans le voisinage des points d'émergence de l'élé- 
ment ferrugineux, on remarque, en effet, que non seule- 
ment les produits ont une couleur et une texture spc- 



274 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

ciales, mais encore qu'ils sont entièrement privés de 
restes organiques, tandis que ceux-ci apparaissent très 
nombreux au toit de la couche ; ' les êtres vivants ne 
pouvaient sans doute revenir habiter les eaux de la mer 
que lorsqu'elles avaient repris leur régime normal. 

Dans les couches riches, c'est donc loin des émer- 
gences que se trouvent les fossiles, et bien souvent les 
apports de la sédimentation s'y reconnaissent par des 
placages de marne mélangés au minerai. D'une façon 
générale, on peut dire que, lorsqu'une couche est irès 
fossilifère, elle annonce l'approche de la zone pauvre, 
celle que nous avons appelée la troisième zone, oîi la 
sédimentation ordinaire l'emporte sur le flux ferrugineux. 

En résumé, les minerais les plus riches ne corres- 
pondent nullement à des teneurs en alumine élevées, et 
il n'est pas rare de trouver des minerais à 40 p. 100 de 
fer n'ayant que 5 p. 100 d'alumine. 

§ 2. — Carbonates contenus dans le minerai. 

La remise en circulation du fer s'est faite fréquemment 
grûcc à l'action dissolvante de l'acide carbonique, soit 
que celui-ci ait été amené par les eaux météoriques, soit 
qu'il ait été produit par des décompositions organiques. 

On trouve, dans des horizons pauvres de la formation 
ferrugineuse de Lorraine, notamment dans des bancs de 
calcaires coquilliers, d'assez gros grains de limonite qui 
n'ont pas d'autre origine. Cette reprise par l'acide carbo- 
nique produit un enrichissement et une purification du 
minerai coiTélatif do l'élimination partielle de la silice, 
de la chaux et de l'acide phosphorique. C'est pourquoi 
les minerais formés au détriment des couches toarciennes, 
par des redissolutions successives, sont de plus en plus 
purs. 



DE LA LORRAINE 275 

Le rainerai de fer fort,» qu'on trouve superposé dans 
les dépôts diluviens de la Lorraine, au-dessus du gisement 
toarcien, provient très probablement de la destruction 
d'assises éocènes ferrugineuses, qui n'auraient dû elles- 
mêmes leur fer qu'à des reprises exercées sur les affleu- 
rements des couches toarciennes. 

Les dépôts de minerais de l'oxfordien et ceux des 
sables verts, qu'on a exploités autrefois dans les départe- 
ments de la Meuse et des Ardennes^ devaient avoir une 
origine analogue à celle de ces formations tertiaires dis- 
parues, 

II s'est formé aussi à leurs dépens, dans les Ârdennes, 
des minerais d'âge récent que Ton recherchait beaucoup 
autrefois à causé de leur pureté. 

On les trouvait généralement dans des crevasses du 
terrain jurassique, et leur structure bacillaire leur avait 
fait donner communément le nom de « minerais à clous »; 
f haque baguette était formée de couches concentriques, 
et très souvent l'axe offrait un vide semblable à celui 
qui résulterait d^une épingle fine insinuée dans la masse% 
C'était, en somme, une formation de stalactite, dans 
laquelle, au lieu de carbonate de chaux, il s^agissait de 
carbonate de fer. 

La formation des stalactites de limonite suppose un 
apport continu et très faible de carbonate de fer, se 
transformant, au fur et à mesure de son arrivée, en 
oxyde. En opposition avec ces conditions, on peut concevoir, 
d'une part, que l'apport ferrugineux ait été abondant et, 
d'autre part, que le milieu où se faisait le dépôt n'ait pas 
été favorable aux actions d'oxydation; dans ce cas, on ne 
devrait pas être surpris de rencontrer des amas de car- 
bonate de fer. 

S'il existe de tels amas dans les gisements de la 
Lorraine, ils doivent être extrêmement rares, car les 
auteurs- n'en ont pas signalé jusqu'ici. Ils ne pourraient 



276 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

se trouver que dans des frnites ou des cavités dans 
lesquelles des eaux carbonatées seraient venues les dé- 
poser, sans les exposer aux agents d'oxydation. 

C'est d'une façon analogue que se seraient formés des 
amas de pyritede fer qu'on a découverts en quelques points 
du gisement lorrain. Dans ce cas, ce ne serait plus Tacide 
carbonique qui aurait été Tâgent de reprise, mais Tacide 
sulfurique. Ce dernier dériverait directement de l'altéra- 
tion des pyrites contenues dans la partie inférieure de la 
formation (couche verte notamment). 

La présence de ces pyrites constitue un caractère cens - 
tant de la base de la formation, à tel point que les re- 
cherches dirigées avec soin n'ont jamais été considérées 
comme ayant atteint leur but que lorsqu'elles pénétraient 
dans cet horizon pyriteux. 

Le dépôt de ces minerais mélangés de pyrite n'a pu se 
faire que dans un milieu où il y avait lutte entre les ac- 
tions oxydantes et les actions réductrices. Il n y aurait 
rien d'étonnant a priori qu*il ait pu subsister, dans ces 
conditions, du carbonate non décomposé dans les couches 
à la fois les plus anciennes et les plus pyriteuses. 

Des recherches toutes récentes effectuées par M. Blum, 
d'Esch-sur-Alzette (Stahl und Ëisen, 1901, n" 23), ont 
démontré qu'il en est bien ainsi. Les principaux résultats 
trouvés par M. Blum peuvent se résumer comme suit : 

La proportion de protoxyde de fer dans les minerais 
croît avec l'ancienneté de la couche. Dans des minerais 
provenant de la minière de Hœhl (Luxembourg), la propor- 
tion du protoxyde de fer pour cent de minerai croît ainsi 
qu'il suit : 



• 'j. 



Dans la couche rouge 0,93 p. 100 

— grise 1,01 — 

— brune 8,06 — 

— noire 14,38 — 



DE LA LORRAINE 277 

En dosant spécialement Tacide carbonique et le pro- 
toxyde de fer dans les trois minerais dont les analyses 
sont reproduites ci-après, M. Blum arrive, en combinant 
de la façon qui lui parait la plus vraisemblable les acides 
et les bases en présence, à conclui*e que le carbonate de 
fer figure dans la proportion de 15,35 p. 100, de 26,99 
p. 100 et de 60,23 p. 100 respectivement dans les échan- 
tillons «, 6, c, savoir : 

a Mine noire dWlgrange. 
h — de DifTerdange. 

c — de la mine Friede. 

a b e 

Silice 7,39 li,02 0,98 

Peroxyde de fer 31,29 4,93 10,31 

Protoxyde de fer 33,54 34,27 37,36 

Alumine 4,80 5,13 3,77 

Chaux 6,04 6,86 4,08 

Magnésie 1,22 2,83 2,16 

Oxyde de manganèse 0,46 0,74 0,79 

Acide phospliorique 1,88 1,72 1,95 

Acide carbonique 10,22 18,75 26,69 

Soufre )» 1 ,73 » 

Déjà, en 1828, Berthier signalait, dans les Annales des 
Mines, la présence du carbonate de fer dans le minerai 
d'une couche inférieure d'Havange. 

M. Bhini a conclu de ses recherches que le fer du gise- 
ment lorrain provenait d'une série de décompositions dont 
les pyrites des schistes à posidonies du lias supérieur 
seraient le point de départ. C'est une variante de la 
théorie du charriage, dont plusieurs auteurs restent par- 
tisans. Nous avons montré qu*elle ne permettait pas d'ex- 
pliquer la pauvreté du gisement aux affleurements, ni la 
dissémination, en des points plus ou moins éloignés du 
littoral, de lentilles riches placées à proximité des failles. 
Nous ne pouvons donc pas suivre M. Blum dans toutes 
les conséquences qu'il tire de ses analyses, mais il n'en 



278 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

faut pas moins lui savoir grand gré d'avoir procédé à des^ 
dosages d'acide carbonique sur les minerais. Les maîtres 
do forges ont trop négligé jusqu'à ce jour de doser cet 
élément; ils se contentaient d'évaluer en bloc la perte au 
feu, ce qui est beaucoup trop sommaire. 

Il reste d'ailleurs beaucoup de problèmes intéressants 
a résoudre pour un chimiste qui voudrait étudier en détail 
la composition intime des minerais oolitfaiques. 

Dans le chapitre suivant, nous ne faisons qu'esquisser 
la solution d'une des questions qui pourraient rentrer 
dans une étude de ce genre, savoir : la nature des phos- 
phates contenus dans le minerai de la Lorraine. 



CHAPITRE VIII. 



LE PHOSPHOBB DANS LES MINERAIS OOLITHIQTJBS. 

DE LORRAINE. 



On a cru longtemps que le phosphore des minerais 
oolithiques de la Lorraine avait une origine organique, et 
qu'il provenait principalement des fossiles contenus dans 
les couches. Cette opinion ne peut plus se soutenir 
aujourd'hui, en présence des nombreuses analyses déce- 
lant l(î phosphore dans des échantillons absolument dépour- 
vus de fossiles. 

D'une façon générale, on peut dire que le phosphore- 
est représenté dans les minerais oolithiques passés aux 
hauts-fourneaux par une teneur sensiblement constante. 

Un lit de fusion, composé à 30 p. 100 de fer, contient 
2 unités de phosphore environ p. 100 de fer, et comme, 
dans la fonte lliomas, le fer n'est représenté que par la 
proportion de 90 p. 100 approximativement, le phosphore 



DE LA LORRAINE 27^ 

contenu dans les fontes de Lorraine ne s'élève lui-même 
qu'à 1,80 p. lœ. 

Cette proportion est, d'ailleurs, convenable pour l'affi- 
nage en première fusion au convertisseur basique. Quand 
on opère en seconde fusion, on cherche à forcer la dose 
de phosphore, pour compenser la légère perte que donne 
le passage au cubilot et surtout pour produire un déga- 
gement de chaleur phis intense lors du sursoufflage. On 
y parvient en introduisant dans le haut-fourneau soit de» 
castines phosphatées, soit des scories de puddlage phosT 
phoreuses ou de fours Martin basiques, soit enfin des 
déchets de moutures de scories de dépliosphoration. 

On arrive ainsi à produire des fontes à 2,2 p. 100 de- 
phosphore. 

La dissémination régulière du phosphore dans les mine- 
rais oolithiques est certainement une des raisons du suc- 
cès qu'ils ont obtenu dans la métallurgie de l'acier. Il fait 
vraiment partie de leur constitution même; aussi son 
dosage dans les lits de fusion n'est-il jamais nécessaire ; 
il est le corollaire obligé de la teneur en fer. 

Dans les minerais de Suède, ceux de Kiirunavaara, par 
exemple, il n'en est pas de même ; le phosphore s'y trouve 
<iistribué d'une façon parasitaire, à l'état d'apatite, en 
proportion très variable. 

On est obligé, dans l'exploitation, de faire des triages^ 
assez délicats pour composer des produits à teneurs en 
phosphore limitées. 

C'est ainsi qu'on livre aux hauts-fourneaux des pro- 
duits : 

1* Très peu phosplioreux à 70 p. 100 de fer et 0,01 
à 0,03 de phosphore ; 

2" Moyennement phosphoreux à 68 p, 100 de fer et 
0,05 à 1 p. 100 de Ph ; 

3' Très phosphoreux à 67 p. l^X) de fer et 1 à 2,5 
p. 100 de Ph ; 



280 LB OISBflENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQCE 

4'' Extrêmement phosphoreux, depuis 2,5 jusqu'à 6 
p. 100 de Ph. 

On conçoit que l'emploi de ces produits à teneur très 
variable soit de nature à donner des fontes moins régu- 
lières que celles de Lorraine, oh le chimiste du haut- 
fourneau peut se désintéresser complètement du dosage 
du phosphore. 

Les minerais oolithiques contiennent ce métalloïde à la 
fois sous forme de phosphate de chaux et de phosphate 
de fer. En valeur absolue, la quantité de phosphore con- 
tenue dans un minerai varie comme sa teneur en fer, ce 
qui suppose nécessairement qu'il existe une combinaison 
de l'acide phosphorique avec le fer. 

Si l'on considère, par contre, un minerai très pauvre 
et très calcaire, il entre dans le lit de fusion une quan- 
tité considérable de phosphate de chaux qui s'ajoute au 
phosphate de fer. Le rapport du phosphore à 1(X) de fer 
n'est plus 2, comme nous le disions tout à l'heure lors- 
qu'il s'agissait d'un lit de fusion à 30 p. 100 de fer, mais 
un nombre plus élevé. 

Le tableau suivant, dans lequel la teneur du phosphore, 
rapportée à 100 de fer, est mise en évidence, montre, en 
effet, que l'on obtient les rapports les plus élevés, 3 et 
4 p. 100, pour des minerais à 18 et 16 de fer; et les 
plus faibles, soit 1,9 p. 100, pour les produits riches à 
41 p. 100. 




DE LA LORRAINS 



281 



MINERAIS DU LUXEMBOURG. 



1* Dtutim de Mumclange- 
Dudelange 

Coveha ^rise 

t>>ache jauDe 

i^oebe ronge triée 

Rogoonii de mine ronge 

Couche siliceuse 

2« BtUMin d'Eêch 

Couche noire 

(.lotiehe brune 

Couche grise 

Couche rouge triée 

Rognons de mine rouge 

Couche siliceuse 

3* Basêin de Differdanye 

Couche noire 

Couche grise 

Couche rouge 

Couche cal- 1 mine Bne 

careuse \ calcaire 



CaO 


KKR 


PIOSPNORB 


16..t4 


33,24 


0,80 


15,60 


36,03 


0,85 


7,6« 


40.67 


0,99 


3ft,U4 


16,13 


0,58 


4,93 


27,63 


0,72 


6,44 


39,49 


1.00 


4,10 


41,06 


0,88 


18,05 


30.84 


0,«7 


7,40 


40,98 


0,77 


23,85 


22,88 


U,«7 


4,93 


27,C3 


0,72 


5,30 


39,20 


0,81 


5.30 


40,10 


0.83 


0,94 


37,71 


0.80 


6,3-i 


41,40 


0.71» 


33,32 


18,17 


0,53 



RAPPORT 

du 

phosphore à 

100 de fer 



2,4 
2,3 
2,4 
4,4 
2.5 



2,5 
2,1 
2.1 

1,9 
2,9 
2,0 



2,1 
2,1 
2,1 
1,9 
3,0 



Les minerais du bassin de Landres conduisent aux 
mêmes conclusions. Exemple : les sondages DG et CE, 
dont les résultats sont condensés ci-après. 



282 I.K GISEMENT DE lUNEBAt DB FER OOUTHIQUE 
SO^DAGI DE UNDRBS (DG). 



i;4-jȈioi-^... 






fi. Si 21,;! n,Gi ■.'.(« 

iC.E). 



so-îs îa.-s 



A< griu do 11 iirotaii- 
ÏÔ7.S7'i'siî.'l& '.'.'.'. 



31. m 
38. 3t 



UE LA LORRAINE 



Si on compare les résultats de ce sondage à ceux du 
suivant, on constate qu'en valeur absolue la quantité de 
phosphore contenue dans le minerai est maximum dans 
le plus riche, mais que, néanmoins, la proportion moyenne 
est très peu différente. 



ACE DE B0L-UG7l\ 


(CQi. 








„..„.. 


..... 


' 




....... 




SX 


1!13 








(0 


13.10 


37. TS 


O.Kl 


!.S 




4ï 




36.0,î 


11.75 


ï,i 


















1. 14 


3.-., M 


0.78 


!,Oft 




























4K 




38.47 


0.00 


ïja 






IS.OÏ 


s:). M 


»^™ 


■-Mi 





■î-n.âO à Î33. 
51.71 à 46.41 



On arrive au même résultat si on prend, au lieu dn 
sondage CQ, le sondage DB. L'analyse moyenne de ce 
dernier donne, on elîet: 



Cetfe constance du rapport de 2 p. 10(> environ, pour 
les produits à teneur de 3(» p. 100 et au-dessus, s'observe 
encore môme dans un minerai de troisième zone, comme 
celui du sondage EH, de Bouvîgny, qui n donné : 



284 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



SONDAGE DE BOUVIGNY (EB). 



Couefir tjt'ixe de la profon- 
deur 

217.75 à 219, au 

ou de la rot9 

*^ *>l à ■>% 06 
EpaiKSfor : 2". 1.*ï 



MoYi;>.%c 



•'AJIOTTW 



CHAl'X 



25 
3« 



4.81 
5.01 



m 



PHOSmORC 



29.96 
3U,52 



0.59 
0,55 



baoe de BMriit noo aotlpé de0*,i5 
27 7,20 14.52 0.50 



7,20 


lt.52 


5,1k) 


25,54 



0.54 



BâPPORT 

du 

phouphore 

à IMderer 



1.96 
1,8 



3.4 



*> 1 



Enfin l'analyse d'une couche brune très pauvre, rencon- 
trée au sondage BW, confirme ce qui a été dit précédem- 
ment au sujet de la diminution en valeur absolue du 
pliosplioro dans les minerais pauvres et de l'augmenta- 
tion du jiourcentage rapporté au fer: 

SONDAGE d'aMERMONT iBW'. 

Couche brune inutilisahte située en dessous de la couche grise de 
T'".^!, d'e.rveliente qualité, dont ii a été question précédemment). 



D«.' la pr^ifunili^ur 

231.42 a 2;i;s.'j| 

on bien lir la «*olo 

Epa>4enr : ■J*.4'.) 



• ahottï* 



91 
!«2 
91 
9'» 
95 



r.HACX 


pcn 


PUOUPBORi: 


13, 2S 


13,49 


o,4r.o 


8.48 


19,00 


0,483 


11. iw 


17.83 


0.36(1 


14,1» 


15.26 


0.U3 


14. l« 


14.14 


0.455 


2i).68 


16.10 


o.4:« 


tl.G8 


19.in) 


0,455 



RAPPORT 

du 

phosphore 

à 100 de fer 



3..S4 

2,40 

2.05 

2.88 

3.21 

2.70 
o .»-. 



L'a<'cninulation dos nxiuillajres dans un l)an(' do la for- 
nialioii no corrospond nuUomont à une élévation de la 
tonour «'Il phosphoro. Tonioin cette analyse que M. Mil- 
lorv. cliof lies lahoratoiros do Tusino do Jarvillo, a bien 
vonln faire siu* notre doniande, sur le banc ooquillior for- 
mant It* init (le la oouclio {rriso du sondage CS do Bon- 



viJioi>. 



DE LA LORRAINE 



285 



SILICE 



2.02 



CIAL'X 



I I « m-é^ 



FER 



7.16 



PROSPilORB 



0,24 



RAPPORT DU PBOtPIORR 

à 100 d« fer 



3.35 



Scories de déphosphoration. — Malgré la constance de 
la quantité do phosphore qui passe dans les fontes de 
Lorraine, avec les rendements ordinaires, qui peuvent 
varier de 28 à 33 p. ICHJ, il ne fau(h:ait pas en conclure 
(jue la quantité et la richesse des scories de déphospho- 
ration obtenues par tonne do lingot fabriqué sont cons- 
tantes. Elles varient avec les autres éléments composants 
do la fonte ot notamment avec le silicium. 

La teneur minima des fontes Thomas en phosphore ne 
doit pas descendre en dessous do 1,70 p. 100. Si elle 
était plus faible, les opérations manqueraient de chaleur; 
d'autre part, une teneur trop élevée obligerait à des addi- 
tions de chaux excessives et augmenterait le déchet dans 
une forte proportion. 

Quant ail silicium on cherche, en pratique, à le main- 
tenir dans la proportir)n de 0,30 à 0,80 p. 100. 

Plus il y a de silicium, moins il est nécessaire d'avoir 
de i)hosphoro pour mener k bonne fin Taffinage, mais 
aussi plus il y a <lo scorie et moins celle-ci est riche en 
phosphore. 

La compositi(m moyenne des scories d'une aciérie de 
Meurthe-et-Moselle est, à titre (roxomple, la suivante : 

Aci<le phosphurhjue 16,19 

Chau X 47 ,0."i 

Maunésie 3,75 

Oxyde de fer 11,3!; 

Uxvdo de manganèse 6,46 

Ahimine 7,60 

Silice 7,00 



Total 



100,00 



"286 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Au cours de fr. 215 l'unité (racidc phosphorique total 
{produit moulu, en sacs, toiles perdues), la tonne de sco- 
ries vaudrait donc 34 fr. 80. 

Les frais de mouture, de criblage et de mise en sacs 
s'élevant environ à 10 francs par tonne, le maître de 
forges retirerait finalement un bénéfice de 25 francs par 
tonne de scories vendues. 

A une tonne do f(mte Thomas correspond, en moyenne^ 
une production de 220 kilogrammes de scorie; si le mine- 
rai employé donne un rendement au lit de fusion de 
30 p. 100, on voit que 1.000 kilogrammes de scories 

3.333 
exigent une consommation de "557" X 1 . WK) de minerai, 

OU 15 tonnes en nombre rond. 

Le bénéfice de 25 fi*ancs rapporté à la quantité de 
minerai consommé donne donc un produit net de 1 fr. (>() 
par tonne. Or, dans certains cas, le prix de revient du 
minerai se tient dans des limites voisines de ce chifl*re. 
On a <lonc pu dire que la vente des scories suffisait par- 
fois à payer, dans les usines lorraines, le minerai con- 
sommé. 

Le (louvernement du grand-duché de Luxembourg, 
depuis Tannée 1898, insère, dans les actes de concession 
de mines, une clause telle que la suivante, destinée à 
procurer à ragriculture des avantages spéciaux au point 
de vue de Temploi des scories phosphatées. 

CONVENTION DU t) MM 1808, AFPROirVKE PAR LA LOI DL* 6 JL'IN 1898, 

AU SUJET d'une c:on(:kssion minièue de 141 he<:takes accordée a 

LA SOCIÉTÉ des llAUTS-FOURNEAl.'X ET FOR»; ES DE DUDELAM;K. 

Art. 8. — Pendant cinquante ans à partir de IVnlnM» en vigueur 
de la ])résente, la Société concessionnaire mettra annuellement à 
la disposition de l'État 200 wagons de scories Thomas brutes de 
bonne qualité loyale et marchande, telles que Taciérie les pro- 
<luil, prises à Tusine, à raison de 100 francs par wagon (10 tonnes^ 
et au ]»ri.\ du jour, si celui-ci était inférieur à 100 francs, san> 



DE LA LORRAINE 287 

qae, dans Tun et Tautre cas, il existe une obligation pour i*État 
de prendre annuellement ce nombre de wagons. 

A partir du 1*' janvier 1908 jusqu'au 31 décembre 1947, la 
Société concessionnaire s'engage à fournir, en outre, annuelle- 
ment, à rÉtat, 800 autres wagons de scories Thomas brutes de 
bonne qualité loyale et marchande, telles que Taciérie les pro- 
duit, au prix du jour à fixer d'un commun accord. 

En cas de désaccord, le prix sera ùxé dans tes deux cas dont 
s*agit ci-dessus par trois experts, dont un à nommer par la 
Société, un par TËtat et le troisième par le président du tribunal 
d'arrondissement de Luxembourg. 



CHAPITRE IX. 
RÉSUMÉ ET CONCLUSIONS. 

Un grand nombre de géologues semblent avoir, à notre 
époque, une répugnance très marquée à admettre les phé- 
nomènes érup tifs pour expliquer la formations des minerais 
de fer. 

Sans doute, un très grand nombre de gisements se sont 
constitués par voie d'enrichissement de formation primiti- 
Yement pauvres en fer. 

Le mécanisme qui préside à cette transformation est 
très souvent celui-ci : des eaux chargées d'acide carbo- 
nique désagrègent des couches pauvres, et opèrent la 
séparation du fer et de la chaux. L'oxyde de fer qui 
résulte de la décomposition du carbonate s'accumule dans 
les points où cette réaction est spécialement facilitée, 
pendant que le carbonate de chaux est entraîné ailleurs. 
L'argile et la silice, au contraire, résistant aux actions 
de dissolution, forment un résidu qui peut s'accumuler 
aux mêmes points que Toxydc de fer. 

Les minerais en grains, qu'on a exploites par amas ou 
par poches dans un grand nombre de pays, ont dû se for- 
mer par ce procédé. 

Tome I, 1902 19 



288 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

On peut admettre aussi, comme M. Gamusat le propose^ 
pour le gite de Mazenay, que des variations du niveau 
hydrostatique d*une nappe d'eau souterraine logée dans 
une formation calcaire légèrement ferrugineuse, qpèrent 
à la longue une sélection du même genre, et parviennent 
à constituer à un certain niveau un véritable minerai. 

La genèse des minerais de fer par décalcification et par 
métasomatose est donc incontestable. Il en est de même 
de la formation par érosion et transport, j 

On retrouve, dans le gisement lorrain, des manifestations, 
qui se rattachent certainement à ces divers procédés (*); 
mais ils n'ont dû jouer qu'un rôle accessoire et n'ont fait 
que se gi-effer, pour ainsi dire, sur le phénomène prin- 
cipal des émissions thermales sous-marines. 

La superposition do plusieurs couches en un même- 
point et la concentration des minerais dans des bassins 
distincts (bassin de Briey, bassin de Nancy, bassin de 
Franche-Comté), distribués sur la ligne de l'ancien rivage- 
de la mer toarcienne, découlent aisément de la théorie 
geysérienne. 

Les émissions sous-marines ne jouent-elles pas, d'ailleurs^ 
de nos jours, un grand rôle dans la formation des sédi- 
ments (le certains océans? Sur la plus grande partie des- 
rivages du Pacifique, les éruptions volcaniques ne se 
comptent plus. On a constaté, au cours même du xix* siècle, 
que certaines d'entre elles avaient amené au jour des 



(*) M. Emile Picard formule en termes excellents, in fine de son rap- 
port sur les sciences (Rapport du Jury international de TExposition de 
1900. Introduction générale, 2* partie, Sciences, p. 113). les remarques 
suivantes, en manière de conclusion : « Les images par lesquelles nous 
cherchons à nous représenter les phénomènes du monde extérieur ne 
doivent jamais être regardées comme ayant un caractère définitif; de 
plus, elles ne sont pas nécessairement uniques ce qui peut permettre 
à plusieurs théories de se développer simultanément. Ce sont les 
théories qui constituent véritablement la scienoe. Sans elles, il n'y a 
que des catalogues de faits. » 



D£ LA LORRAINE 289 

milliards de mètres cubes de produits d'origine interne. 

Quelle raison empêcherait d^admettre que les sédi- 
ments toarciens ont été enrichis dans les régions métal- 
lifères de la Lorraine et de la Franche-Comté par le 
même procédé? 

Puisant le métal dans la profondeur, à Taplomb même 
des lieux de dépôts, les émissions thermales pouvaient 
en amener facilement des quantités très grandes sur des 
étendues limitées. 

La théorie éruptive s'accorde très bien avec la natyre 
sulfureuse de la couche la plus ancienne et avec la pré- 
sence d'autres sulfures métalliques (blende, galène) 
trouvés accidentellement dans le minerai. 

Elle est, par ailleurs, complètement indépendante de la 
position du rivage de la mer, tandis que la formation par 
charriage suppose un dépôt essentiellement littoral, ce 
qui n'est pas. 

Les zones de richesse situées, par rapport aux failles 
nourricières, dans les régions synclinales qui les avoi- 
sinent, la localisation de ces zones dans divers étages 
superposés de la formation auprès de quelques failles, la 
distribution des rognons calcaires sur la périphérie des 
régions exploitables, sont autant de faits qui découlent 
nécessairement de la théorie des failles nourricières ; il en 
est do même de l'absence de fossiles et des variations de 
textures et de couleur des minerais constatées dans le 
voisinage de celles-ci. 

La concordance de toutes ces preuves nous donne l'es- 
poir que la systématisation que nous avons essayé de 
faire de la répartition des zones exploitables dans la PI. V 
de ce mémoire repose sur une base plausible. 

Les délimitations tracées sur cette planche sont, certes, 
encore incomplètes; mais il sera, sans doute, possible, dans 
l'avenir, quand on aura réuni de nouvelles observations 
sur la consistance des couches, de les rendre définitives. 



290 LE GISEBIENT DB MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Telles qu'elles sont, elles suffiront, pensons-nous, pour 
évaluer dès maintenant, avec une assez grande approxi- 
mation, Timportance et la qualité des ressources qu'on 
pourrait retirer de l'exploitation des différentes zones 
actuellement concédées. 



AiNNEXES. 



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DE LA LORRAINE 



201 



Annexe A3. — Renseignements divers sur le sondage 

DE Joudreville (CB) 

I. Le fonçage do Tavant-puits et Tinstallation de la 
baraque de sondage ont été commencés le l*"" août 1895, 
et le 4 septembre, on commençait le battage au trépan. 

Arrivée à la formation ferrugineuse, à la profondeur de 
191 ",80, le 31 octobre : 

1** Constatation de la couche rouge II, le 14 novembre, 
par Tadministration des mines, avec la carotte n® 19, à la 
profondeur de 201 ",35 ; 

2° Constatation de la couche grise IV, le 28 novembre 
par l'administration , avec la carotte n° 54, à la profon- 
deur de 215",53 ; 

3" Constatation de la fin du sondage, le 30 décembre, 
avec la carotte n° 123, à la profondeur de 264"",90. 

Toutes les couches ont été traversées dans la formation. 

Pour plus de renseignements, on a poussé le trou de 
sonde jusqu'à 30°, 80 en dessous du mur de la formation. 

IL Le sondage a été fait dans la commune de Joudre- 
ville (Meurthe-et-Moselle), canton « du Haut-de-Quercy », 
parcelle n° 159. 

Sa position est donnée ci-dessous {fig. 6). 








2W<> 



Trvude scndb 

HAUT - DE- QUEKCY 

Fw. 6. 




292 LB OISBJIBMT DB MINERAI DE FER OOLITHIQCB 

III. Gi-aprës les diverses observations qui ont été 
faites sur les mouvements de Teau dans le trou de sonde 
pendant son exécution. 



r»oroii»crM 
àm 

trom éê mb^c 



00 0- à 3-.40 



D« 90-.00 à i90-,00 
D« 12(i-,00 à !M-,00 
D« ibk'JûO à IM* eo 
Dt 191-4» à 205*^ 

D« 208-^ à 2U-,13 
D« 214-.13 à 220-,S5 
D« 220-^ à i6(-,90 




Pas d*e«a 

3-.4U 

24-.00 



D« 24-,00 à i7-,00 
17-.00 
l«-.00 
ll-,00 

D« li-,00 à 5-,75 

5-,7ô 

D« 5-,75 à 2-,20 

2-.20 



Le HTCfta «•! biea eoa«Unl. 
Sa UTÎTaot eus le caksirc, l'csu 

s bftisaé «sset npi<iefBcsl, poar 

ss Bsiotnir «asuite à 24- .UT^. 
L'cMeslBOBtéelMteaefaà 17-,00 
L*«Mi rsslc sUtioaasifft. 

tdl 
A l9l-,80 Tms tst montés npi- 

4«MtBt jw^'à It-.OO 4m |o«r. 
L'eso a eontioaé soo asecasion. 
L*eaa rssie statioaaairv. 
L'sau a coatiaué soo asesnsioo. 
L*caa est restés stalioaaairc jss- 

qa'à U ia. 



ESSAIS 1) EPUISEMENT. 



1* A 102*,65 de profondeur, quand le niveau de Teau 
était à 17 mètres du jour, on a épuisé dans le trou de 
sonde jusqu'à la profondeur de 65 mètres, et on a 
maintenu leau à ce niveau en épuisant 150 litres à la 
minute ; 

2* A 214*,81 de profondeur, quand le niveau de l'eau 
était à 5*, 75 du jour, on a épuisé dans le trou de sonde 
jusqu'à la profondeur de 80 mètres, et on a maintenu 
Teau à ce niveau en épuisant 177 litres à la minute ; 

3* A 264", 90 do profondeur, quand le sondage était 
terminé et que Teau se maintenait à 2", 20 du jour, on a 
à nouveau épuisé Teau dans le trou de sonde jusqu'à la 
profondeur de 90 mètres, et on Ta maintenue à ce 
niveau en épuisant 133 litres à la minute ; 

Nota. — Ces observations et ces expériences montrent 
que l'on a rencontré trois niveaux : un au-dessus des 



DB LA LORRAINS 293 

marnes de la surface, un au-dessus des marnes recouvrant 
la formation, et un troisième dans la formation ; ce der- 
nier niveau, comme dans la plupart des autres sondages, a 
été supérieur aux autres. 

On peut même ajouter qu^avecun trou tube, de la for- 
mation jusqu'au jour, on eût eu certainement un puits 
artésien. 

IV. Renseignements sur le trou de sonde et sur le 
tubage : 

Avant-puits 1",50 Profondeur.... 3",40 

Trou de sonde Diamètre 480»», de 3»,40 à 4»,90 

— ~ 430 de 4 ,90 à 192 ,40 

— — 380 de 192 ,40 à 196 ,25 

— — 330 de 196 ,25 à 264 ,90 

Un tube de 435 millimètres de diamètre intérieur, len- 
teur 4 mètres, a été placé à4",90 pour servir de tube- 
^uide à rentrée du trou. 

Pour éviter aussi les éboulements des marnes au-dessus 
de la formation, on a placé à 192"", 40 le pied d*un tube 
de 380 millimètres de diamètre intérieur et de 17", 70 de 
longueur. 

A Tintérieur de ce tube et à la profondeur de 196", 25, 
on a placé un tube de 335 millimètres de diamètre inté- 
rieur, longueur 8",50<), pour guider le trépan à carottes. 

Ce sondage s*est fait sans à-coup, et il ne s y est pro- 
<luit qu'un accident : 

A 208", 85, l'instrument à chute libre a cassé, et un 
morceau de fer de 140 X 50 X 80 est resté au fond du 
trou entre la carotte à moitié battue et la paroi. On Ta 
retiré sans peine au moyen d'une pince contre-coudée. 

On a pu retirer le tube-guide du jour et celui de 335 
du fond, mais le tube de diamètre 380, et longueur 17", 70, 
n'a pu être retiré, parce que les marnes ont fait pression 
autour de lui. 



294 LB GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB 

Avant d'abandonner le trou de sonde, on Ta bouché de 
la façon suivante : 

D'abord avec des matières argileuses jetées à la pelle 
et tassées au fur et à mesure avec une cuillère chargée, 
de la profondeur de 264", 90 à 203 mètres. 

Puis, afin d'isoler la formation ferrugineuse des ter- 
rains supérieiu's, on a descendu à la cuillère un bouchon 
en mortier composé de : 

2 parties sable de rivière. 
1 partie chaux tiydraulique. 
î partie ciment Portiand. 

Ce bouchon étanche existe de la profondeur de 
203 mètres à 178 mètres, soit sur 25 mètres de hauteur. 

Puis, de la profondeur de 178 mètres au jour, on a 
achevé de boucher le trou avec des matières argileuses 
tassées comme précédemment. 




DK LA LORRAINS 



295 



Annexe Aj. — Sondage de Joudre ville 

Par MM. de Wbrdel et G'*. 

COUPE RÉSUMÉE. 

CB, de la carte d'ensemble ; altitude de Torifice : 279,05. 

Commencement du forage au trépan 4 septembre 1895. 

Arrivée à la formation ferrugineuse. 31 octobre 1895. 

Fin du sondage 27 décembre 1895 . 



■^ 



PnOFOMDECa 

da mur 
des coQchea 



uiSlONATIOM bU COUCIES 



191,80. 



220.55. 
228,40. 

234,10. 



-264,90. 



I 



1* Mort9- terrain» con»titué» 
pevr 



BathoDÎen 

Bajuoien 

Marnes micacécH 



52,80 

117,20 

21,80 



2* Formation ferruginetue 
■ con9tituée par 



Caleûre ferrugineux «rec bancs 
pins minéralisés {couche 
rouge) 

Marnes gris bleuâtre et cal- 
caires, arec banc coquiUier i 
la base 

CU>uche grifie 



Calcaire et marnes ferrugineux. 

Minerai brun 

Marnes rerditres arec rognons 

calcaires et pyrites 

Couche rerte 



3* Marne* vertlàtre» micacée» 
avec l'ognoft» calcaire» et 
pyrite» de fer 



Fond du sondage. 



17,75 



ÉPAISSEUR 



19l-,80 



42,30 



4,58 
6,42 



(22.33) 



7,45 
0,40 

5.05 
0,05 



.SO,W 



30.80 



ALTITUDKS 



87,25- 



58,50 



50,G5 



OBIIIIVATIONS 



44,95 



14,15 



Toit de la for- 
mation. 

(*) On ne ren- 
contre pres- 
que pas de 
marnes dans 
toute eette 
épaisseur. 

Mur de la cou- 
che grise. 
Analyse («). 



Mur de la for- 
mation. 



Fond. 



Valeur des couches : 

I Fe 41 

(a) Analyse de la couche grise de 6™ ,42 { CaO 9 

( Si02 7 

Les autres couches sont insignifiantes. 



296 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTHIQUB 



RENSEIGNEMENTS DIVERS. 

Emptdceniefii du trou de sotide. — Lieu dit du « Haut- 
<le-Quercy», parcelle n* 159 de la commune de Joudre- 
ville. 

Niveaux d'eau, — Pendant la traversée des marnes 
Jusqu'à 28*,50 (fig. 7), Teau était à 3*,40 de profondeur. 
Quand on a percé dans le calcaire, Feau a baissé assez 
rapidement et s'est maintenue ensuite à 24 mètres. 

Lorsqu*on est arrivé à la profondeur de 90 mètres, soit 
-en dessous du polypier (bajocien supérieur), Feau est 
remontée à 17 mètres. Elle est restée stationnaire jusqu'à 
la rencoatre, à 191*«80, de la formation ferrugineuse en 
•dessous des marnes micacées. A ce moment, elle est 
remontée rapidementjusqu'à la profondeur de 11 mètres. 

Pendant qu*on forait «jusqu'à la profondeur de 208",30, 
Tascension de l'eau a continué jusqu'à 5", 75. 

L'ascension a recommencé quand on est arrivé à forer 
les bancs de la couche grise de 214",13 à 220*,55 ; le 
niveau de Teau s'est alors établi à 2",20 et n'a plus varié. 

Ces observations montrent qu'il existe trois niveaux : 

Un au-dessus des marnes de Gravelotte ; 

Un au-dessous des polypiers et au-dessus des marnes 
micacées surmontant la formation ferrugineuse ; 

Et un troisième dans la formation, au-dessus des 
marnes toarciennes. 

Ce dernier niveau « comme la remarque en a été faite 
<lans d'autres sondages, est le plus artésien, sinon le plus 
abondant « et il y a lieu de penser qu'avec un trou de 
sonde tube, de la formation jusqu'au jour, on aurait eu 
«ne venue d'eau jaillissante. 



DE LA LORRAINE 



297 



Terrains 



Partie mfcricurc l Marner 

du j de 

Baihonicn mojeniGravcloue 




Bathonicn falcalre»gn6 
inférieur <1*>*W">««* 



TnameusL 



Calcaires 

du 
Bajoclen 



IVofondcort 





m 



Marnes "micacées 



gancs caicaarct pius ou Tnoin» 
ierru^nexE| urnxQé» psrxxnba 



dorw 

. . jarnean ferr 



Çriciirg -raarneaa' fer rugineux 



2W50 



S2.80 




170 00 



Couche 



grise 



Marne 6 




191 se 

206.30 
21^13 
ZZOSS 



265>*00 



FlO. 7. 



298 LE OISBIIBNT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 

Annexe A,. — Tableau des résultats fournis 

par les recherches EILECUTÉES DANS LA REGION FRANÇAISE. 



«V. 8. — La qualité des couches a été exprimée de la fa«}OD 
suivante : 
l.a teneur en fer est dêlinie par : 

4, si elle e>t égale ou supérieure à 35 p. 100 ; 
3, si elle est comprise entre 30 et 35 p. 100 ; 
2, si elle est comprise entre 25 et 30 p. 100 ; 
i, si elle est inférieure à 25 p. 100. 

Quand la teneur en chaux ou en silice dépasse 10 sans excé- 
der 20» on a a^jouté les lettres C ou S ; 

Si la teneur en chaux ou en silice est supérieure à 20, on a 
ojuult^ ce ou SS. 

On a classé sous les rubriques : 

Couches jiu/MTi>tirf«, les calcaires ferrugineux supérieurs et les 
couche» rouges ; 

Couches moyennes^ les couches jaune et grise ; 

Couches inférieures, les couches brune, noire et verte. 




DE LA LORRAINS 



299 



m 



téaMUATU» Dt' tOXDAOC 



B 



If r^finip- •••••••••••• 



Cnnnes. 



BréhaiB. 



Cnitnet. 



• «•••••••••• 



Chutncs. 



Filliéres. 



Errou Tille. 



rilliires. 



Boit Saint- Paul. 



Eeorcberie . 



Serrourille. 



L Errouville. 



Serrourille. 



» 



O 9 



fi0,6t 



ALTITCUBS 



S 

t. c 

^ s 

8 



30*2,00 



o c 

'■S • 



//5,tf0 



U6,30 



iiêji 



Iê4,35 



as, 63 



ti3,45 



i39,50 



Sf.ùO 



146,31 



I3i,00 



190,38 



133,65 



320,54 



287,95 



315,00 



233,26 



281,87 



288,48 



267,03 



247,92 



212,21 



250,45 



193,93 



201,43 



322,31 



339,14 



303,70 



332,72 



262,28 



295,55 



305,62 



279,94 



256,84 



234,49 



263,35 



221,03 



^ S 

« s 

mm ^ 

•« g 



422,31 



434,14 



402,05 



429,42 



398,12 



396,20 



395,97 



391,47 



326, IJ 



348,49 



376,65 



COCCHES 

scpéaiBimi» 



9 



2-, 65 



2-,20 



3*,80 



2», 12 



l-!43 



l-^gô 



l-,72 



3", 36 



2-"61 



3fi5,a') 



276,98 



382,78 



■ 



2-,20 



2 

9 



COUCHKi 
MOYBNNie 





S 



9 







4 S. 


3-JO 


4 S. 


3-*55 


2 C. 


4-*25 


(?) 


M 


> 

N 


4-'39 


2 es. 


3-!23 


4 C. 


3-'30 


4 S. 


l-,72 


4C. S. 


2-*G0 


» 


■ 
it 


3 C. 


3-,80 




3-"42 


1 ce. S. 


2-, 80 



4 8. 






4 C. 



n 

M 



2 ce. 



2 C. S. 



4 s. 



3 S. 



4 S. 



4 S. 



3 C. 



coDcaia 
i.HFiRiBuan 



g 
S 



2 



non atteintea. 



non atteintea. 



2-, 10 



3-, 75 



l-'55 



M 



1-*15 



3 8. 



4 S. 



3 es. 






4 S. 



non atteintea. 



2- '42 



4 S. 



non atteintea. 



2-, 34 
1-,'M) 






2-,7r. 



4 s. 
3C. S. 



3 S. 



300 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



ȃ8101IATI0?I DU MJIDAOB 



N 



8 



Serrourille , 



LudeUng^. 



ÀTril. 



Bois dei Moines. 



L« Qiénois. 



Baroohes. 



U 



W 



Mossot. 



Montien. 



Fond dt l« Noue. 



Jceaf. 



Yallcroy. 



Belleroe. 



Grand-Fond. 



A If 
2 3-5 

S i 



t95,40 



195, i6 



f54jr, 



tes, 49 



169,60 



iif9,S0 



l6S,8t 



HS,S7 



90,59 



90,85 



I4i,i7 



197,00 



74,44 



S 
Si! ^ 

^ a 

e 

u 



ALTITUDKS 



e 
.2 S 

'5 a 8 



213,80 



210,00 



170,82 



141,02 



125,09 



29,66 



76,37 



100,36 



129,20 



103,69 



■9 S 



232,28 



240,22 



183,51 



157,61 



140,80 



49,34 



94,62 



121,71 



150,92 



01,56 



58,34 



147,38 



125,41 



84,36 



75,30 



361,28 



COOCRIS 
•OPÉRIKURKS 



i 

I 



390,08 



313,25 



291,86 



280,40 



-234,8( 



223,32 



203,21 



204,85 



188,27 



190,41 



247,34 



107,07 215,47 



» 






» 



2- 



30 



9S 



18 



53 



io 



45 



2^40 



» 



COOCHBl 
MOTBJfNU 



i 

-a 






S-^50 



2C. 



4C. 



» 






» 
4 



m 



m 

4 



1 ce. 8. 



2C. S. 



1*,20 
3-,08 



3 
1 



3 ce. 



0-,62 
2-,84 



2-,01 



2-,40 



2«*55 



3-, 55 



8-!37 



5- '27 



l-,20 
4-, 20 



S-,6(> 
2-, 58 



l-,94 
2-, 75 



4 S. 
4 S. 



7 
3 C. 



cotrcRM 
iRrAiiiiOH 



1 



0-*80 


1-J8 


2-, 85 
l-,70 



3-, 33 
l-,60 



4 C. 



4 C. 



■ 
4 



4 



4C. 



3C. 

4 



3 C. 
4 



4 
4 



1-,90 
2-,71 



» 



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» 



0-,72 
3*,«0 



■ 



4 S 

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0*,90 


3S 









DE 


LA LORRAINS 












301 








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tU.M 


0.3i 


17,13 


Jlï.63 










ï- 


U 


3C. 









302 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



nlirailATtON bV SONDAOE 



AN 



AO 



AP 



AQ 



Jarny. 



Breuillot. 



Giraumoat. 



DoDcourt. 



AR 



AS 



AT 



AU 



BruTille. 



DroiUiuBODt. 



Porcher. 



Ville-tur-Yron. 



AV 



AW 



AX 



Maneieullea , 



Toequeguieaz. 



AY 



AZ 



Afné ville. 



11 



S45,t4 



SH,8S 



S67,00 



ns,u 



fof.n 



s 

B « te 

o 



ALTITUDES 



a 



-25,30 



- 4,43 



- 4,30 



• 'S 
« S 

•C o * 

■0 S 



17,91 



12,82 



99,29 



45,51 



*6f,i7 - 30,86 



f«ff,55 



f50,00 



iOO.OO 



36,47 



112.77 



204,65 



203,61 



COUCHES 
SUPtolEURBS 



S 

'S 





«a 



224,67 



258,27 



60,91 232,91 



- 7,82 



-44,85 



28,96 



65.66 



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304 LE CISKMENT DE -MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



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DE LA LORRAi:(E 



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4.9i. 



298 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB 



.Vnnexe A5. — Tableau des résultats fournis 

PAR les recherches EXECUTEES DANS LA RÉOION FRANÇAISE. 



N, B. — La qualité des couches a été exprimée de la façon 
suivante : 
La teneur en fer est définie par : 

4, si elle est égale ou supérieure à 35 p. 100 ; 
3, si elle est comprise entre 30 et 35 p. 100 ; 
2, si elle est comprise entre 25 et 30 p. 100 ; 
1, si elle est inférieure à 25 p. 100. 

Quand la teneur en chaux ou en silice dépasse 10 sans excé- 
der 20, on a ajouté les lettres G ou S ; 

Si la teneur en chaux ou en silice est supérieure à 20, on a 
ajouté ce ou SS. 

On a classé sous les rubriques : 

Couches supérieures, les calcaires ferrugineux supérieurs et \e» 
couches rouges ; 

Couches moyennes, les couches jaune et grise ; 

Couches inférieures, les couches brune, noire et verte. 



DE LA LORRAINE 



299 



■ÉKaSATIOS I>C fOIIOAOI 



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212.21 



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201,43 



322,31 



330,14 



303,70 



332,72 



262.28 



295,55 



305,62 



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234,49 



263,35 



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396,20 



395,97 



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326,12 



COUCHES 
HCPÉRIBimR» 



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376,65 



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300 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



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ALTITUriES 



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125,09 



29,66 



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100,36 



3^ 



232,28 



240,22 



183,51 



157,61 



140,80 



49,34 



94,62 



129,20 



103,69 



61,56 



58,34 



147,38 



121,71 



150,92 



125,41 



84,36 



75,30 



C 9 



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a 

S 



361,28 



390,08 



313,25 



291,86 



280,40 



234,84 



223.32 



203,21 



204,85 



188,27 



190,41 



247,34 



107,07 215,4? 



COOCNU 

toriiiiKciiis 



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3 C. 



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DE LA LORRAIMB 



301 



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69,83 



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18,62 



23,99 



35,83 



60,57 



31,50 



115,59 



-41,22 



0,35 



--1 



9,94 



57,00 



80,14 



95,08 



2,43 



35,23 



44,32 



54,48 



74,59 



u 

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o. 

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a 
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9 

o 



228,31 



205,03 



218,67 



205,63 



209,13 



203,56 



'223,42 



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239,52 



50,39|23ô.42 



125,491300,19! 



26,67,195,28 



17,131212,63 

I 



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3-,02 



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3 C. 



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75 



3 



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4 S. 






4 3. 



302 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUB 



fiisraNATioN bv so?ioàeB 


n 

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du mnr 1 H 

de U 1 1 

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e 

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de Toriflce 1 H 

du 1 H 

trou de sonde 1 M 


COUCHES 
SUPiRIEURRS 

1 1 

1 - 


COUCHES 
MOYEXflES 

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204.65 
203.61 






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Breuillot 


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- 4.43 


17.91 






2-!72 
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4 










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S67,00 


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36.47 


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99.29 


112.77 


258.27 






0-"80 


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4 S. 


Bruville 


45,51 


60.91 


232,91 






l-'50 


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Droitaumont 


S6i,S7 


-30.86 


- 7,82 


216.33 






l-!92 


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Porcher 


S66,6S 


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- 25.40 


195,84 






2-"85 


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1 


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4 C. 


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3 C. S, 
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1 
1 


Affléville 


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1 

1 

3,0li244,28 

1 
1 




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210,05 


1 


1 

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1 


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(près du sondage N) 


231,95 


1 


• 


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1 


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56,66 


79,36 


2fô,86 j.;4j 


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3 S. 


3 C. 


M 


1 







DE LA LORRAINE 



303 



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Saint- Pierremont. . . . 



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•30,65 



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310 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



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HouuVuiirt 



Moulicri (puita) 



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4 S. 



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DE LA LORRAINE 



Annexe A,;. — Resseign'ements sur l'altitude 

DBS COUCHES DA:<S la région AliRMANDE. 






nu (.VMtt wirfffùnitgfle). lOBiUi*» 



1 XH. dE WcBilt 



i g DU tO m^lni tn dau 



312 LE G18EUBNT DE UINERAI DE FER OOLITIIIQDK 



iii(£lriAJui»/fc'itfli1B96),i' 



DE LA LORRAINE 

ANNEXE A,. 
Dipartement de Heorthe-et-HoBelle. 



■• BwHln de Rrleri'j 




lé oéLâlIurvifra* di Gorc 
U Boatm* Il O: 
SocMta BJIilluiviqut da Gon 
' ■■— H it LDdn. 

t âocUU dea haiili-r«iira»u 



!G SviUU in uiJriH de L<iii|;wy. 
F. da5iiiiitip>a*rti:'v 
i; G. Rai)' cl (?■ fl F. du SainlifnsD i 
i\ SociJK dci Corit» de l> l'roiidrni 



t* dn aini 
K PulTinleui 



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:i«i<tà dct aeilrtee d'Angkar 
>.' SmiMt Jti iBiBn d> Qtdbrul 






Ei^ié mvLalliirfiqii« 
krupt. 



314 I.G GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQDE 



A KouriiTe. 



l.ITO Sebneidar MO. 

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306' LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



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128,861 158,22 



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308 I^]? GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUK 



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i37,57 



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96,37 



16,88 



25,06 



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72,09 237,71 



101,87 



262,02 



35,15 



46,96 



40,78 



i46,9l 



U3,63 



143,91 



105,46 



137,46 



146,58 



4i, /i 



60,37 



172,75. 



131,30 



220,65 



244,96 



241,87 



324,75 



roucRCs 
■opimiunu 



I 



284,40 



163,01 



48,40 



174,71 



74,10 



78,50 



60,00 



96,06 



!0-2,40 



319,26 



231,65 



333,41 



261,35 



293,56 



305,53 



3 



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2-, 15 



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DE LA LORRAINE 







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310 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOLITHIQUE 



DéSIOXATIO.V DC 80NUA0B 



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Lantefontaine. 



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Auboué (puits), 



Haut-dea-Tapeu (puits). 
Homécourt 



Mou tiers (puits). 



Foud de la Noue (puits) 
Hontéeourt 



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207,47 



116,65 



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115,74 



116,84 



Boudrezy IS6J6 






184.06 



60,17 



43,03 



217,12 



135,98 



91,83 



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259,92 



227,12 



350,50 



258,38 



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135,41 



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205,78 



194 



204 



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190 



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3-, 30 


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3 C. S. 



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3 C. S. 



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3 SS. 

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4 S. 



2C.SS. 



HB LA LORRAINE 



AkSEXE Aq. — RESSEIfiSËMENTS SUR L' ALTITUDE 
DES COUCHES DAKS LA RÉGION ALLEMANDE. 



liVtX'iJlT' 



SN.Si 



Wtndol. UDilm§« de Lud' 






312 LE GISEMENT DE IflNERAI DE FER OOLITilIQOE 



\l<,IIiBtBTiiSlaMmdf:iiat\8K),K'Bittt S 



DE LA LORRAINE 



313 



ANNEXE A-. 
Département de Meurthe-et-Moselle. 

NOMENCLATURE DES MINES DE FER. 



DE«IG.nATIOM 

des 
conceMioDfi 



DATES 

d'institution 



M 

c 

3 



PROPRliTAIRJtB 
OU 

exploitants 



llCottlmy 2Gjail. 1844. 

2 <::hatelet 9 noT. 1844. 

3 Konain 9 août 1848. 

4 Warniraont 24 juil. 1857. 

124 rér. 1864. 

Senelle ^.27 juil. 188*.l. 

(30 août 189:^. 

\\1 sep. 18n4. 
6 Mont-Saint-MartiD.'27 aTril 1881. 

( avril 1882. 
Mexy. . 

Saulnes 



llect. 

1* BaMin de Brieyf). 

62 



140 

114 



I 7 réT. 1861). 



8 

9 
10 

11 
12 

13 
14 

15 



16 
17 
18 

19 

20 
21 
22 

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24 
20 
26 

27 
28 
29 
30 
31 

32 
33 

34 

35 



Lexy 

Pulventeux. 



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Moulaine 

Mont-de-(;hat. 



Rehon 

Herserange . 

Villerupt. . 



14 août 18»i7. 
7 noT. 1890. 
21 déc. 
21 déc. 



!•' fér. 
2 sep. 



18l»7. 
1867. 

1868. 
1868. 



1*' mai 1869. 

13 juil. 1870. 

125 fév. 1873. 

19 juin 1875. 

Longlarille 25 juin 1873. 



Hussigny. 



3janr. 1875. 



1 19 juin 1875. 
Jœuf )10 réT. 1882. 

/17août 1885. 
Cantebonne 19 juin 1875. 

10 oct. 1878. 
l"juin 1882. 
1" sep. 1S83. 
17 mai IK84. 

11 août 1884. 
11 août 1884. 



Godbrange.. 

Cosnes 

Bois-d* Avril 
Scrrouyille. 
Homéeourt. . 
Aubooé 



Moutii'r«. 

Valleroy. 

Bréhain. 

Tiercelet. 

iirusncs. 



Moineville. 
Giraumoiit. 



Jaroy. 
Fleur y. 



Il août 1884. 
10 mars 1886. 
10 mars 1886. 
10mar8lK8K 
10 mars 1886. 

18 juin 1886. 
18 juin 1886. 

18 juin 1886. 

18 juin 1886. 



784 



<526 

230 

97 

469 
216 

.371 
221 

343 
43.1 

326 

261 

400 
206 



Société métallurgique de Qorcy. 
Boutmy et O'. 

Société métallurgique de Gorcy. 
Comte de Ludre. 



Société des 
Obiers. 



hauts-fourneaux de la 



Société des aciéries de Longwy. 

F. de SaintignoD et ('.'*'. 

G. Raty et O' et F. de Saintignon et C" 

Société des forges de la Providence. 
Société des minières et hauts-fourneaux 

de F'ulventeux. 
Société des aciéries de Longi^y. 
Société des hauts-fournesux de la 

Chiers. 

F. de Saintignon et O*. 
Sr»ciété des aciéries de Longwy. 

Société métallurgique d'Aubrives- Vil- 
lerupt. 

G. Raty et 0\ 

Société des aciéries de Mieheville. 

Société des forges de la Providence et 
Société des aciéries de Longwy. 



1.312 

10 
95.» 

5.^ 
4:« 
720 
894 
671 

696 
886 
373 
769 
475 

766 
800 

812 

808 



MM. de Wendel et O: 

Société des aciéries d*Angleur. 

Société des mines de Godorange. 

Société lorraine industrielle. 

Les petits- (lis de F. de Wtndel. 

Société des forges de Brévilly. 

Société de Vezin-Aulnoyc. 

Société des hauts-founteaux et fonde- 
rie» de Pont-à-MousAon. 

Société de Moutiers. 

Société des aciéries de Longwy. 

Société des aciéries de Michevillc. 

Syndicat des mincit de Tiercelet. 

Société métallurgique d'.Xubrives- Vil- 
lerupt. 

F. de Saintignon et C". 

(I" des forges de Chàtillon, (^mmenlry 
et Neux'es-Maisons. 

Société des hauts-fourneaux de Mau- 
beufçe. 

Société des aciéries de Pompey. 






(*) l^s mêmes numérf>H d'ordre ayant été inscrits sur la carte dti biissin iPl. V), il sera 
facile, en s'y référant, de connaître rcmpUroment des diverses concessions. 



314 I.E GISEMENT DE UINBRAI DE FER OOLTTHIQDE 



BuonTlIle... 

MinM 

TnuKriiiii 



Btrlniseli 

Undni... 
La Hniriti 



tSfl S«imt in idlriM di UîchtTilIt. 



Kt« Jodtli >)• Vei 



'. i. iï.féli'iiDi'"i I*'. 

>«>«!« d(i ttrga d' <:b 
SoeiéU mâuJur^qnv dr 



DE LA LORRAINE 



315 



S 



9 



bisioHAnoN 

de« 
coneetiioDS 



DATES 



d'institution 






IV 



PKOPRiRTAinn 

ou 
exploitants 



Heet. 
■ 

2* BasslD de Naocy. 



1 



8 



9 

10 
11 

12 
13 

15 

16 
1 

18 
19 

20 

21 

22 
23 



24 
25 

26 
27 

28 
29 



Champignoolles. . 



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16 janr. 



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Bouzières - aux 
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16 août 
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Boodonville. 
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Lay-Saint-CbrÏHto- 

phe 

Sainte-Geneviève. 
Fond-de-Monvaux 

Grande-Goutte . . . 
Bois-du-Four 



Le Monlet 

Fontainci-des-Ho- 
ches 



Saint- Jean. 
Malzérille. 



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M74. 



.Simon, Lemut et O* Keller et Bour- 
427) greois. 

|S(>ciété de Dcnain et dWaxin (amo- 
' diataire}. 



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588 
741 
322 
341 

1.021 



Société des forges et aciéries du Nord ri 
de l'Est. 

Société des hauts-fourneaux et fon- 
deries de Pont-à-Mousrion. 

Société des forges et fonderies de 
Montataire. 

Société des forges et fonderies de 
Montataire. 

Compagnie de l'hâtilIon-Commentry et 
NeuTes-Maisons. 

«loropagnie de CbàtilloD-Commentry et 

.Neuves-Maisons. 
Vivenot. 

414^Sociélé de Denain et d'Anxin (amodia- 
/ taire). 

Société des forges et fonderies de 
127^ Montataire. 

^Société de Veziu-Aulnove (amodiataire). 
277 Société de Vezin-Aulnoye. 
;|0I Société des hauts-fourneaux de Mau- 

beuge. 

430 Soriété de Veziu-Aulnoye. 
295 Société des mines du Luxembourg rt 

dvA forges de Sarrebriick. 
372 Compagnies de Cbàtillon-iUïmmcntry et 
Neuves-Maisons. 
Société des hauts-roumeauxet fonderies 

de Fonl-É-.Mousson. 
De Dietrich et O'. 



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26<i 



223 
19.=) 
382 

239 

233 
360 



Société des aciéries de Pompey. 

Liurenntf. 

O' de Chàtillon-Commentrv et Neuves- 

Maifluns. 
Société des hauts-fourneaux et fonde- 

ricH de Pont-à-.Mousson. 

J. .Marceliol et Or 



Société des aciéries de Pompey. 
Simon, Lemut et C". 
186^Socivté de Denain et d'Anzin ^umodia- 
/ taire). 



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282 

416 



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Société des forge« de Champagne. 

Société des hauts- fourneaux et fonde- 
ries du f*ont-à-.Muu88on. 
Société des aciéries de Pompey. 

Socii'té de Brousseval. 

>ociétc des forges de Lhampagne. 

Grosdidiur lils **t gendre. 



316 LE GISEMENT DE MINERAI DR FKR 0OLrTlIIQi;E 



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DE LA LORRAINE 317 



TABLE DES MATIERES 



CHAPITRE I. 

GénéraUtés. 

1. — Etendue et ressources du gisement Hr> 

â. — Situation géographique et premier aperçu géologique 117 

Relief des terrains dans la partie septentrionale des 
gisements et caractères hydrographiques. — Relief et 
camctères hydrographiques de la région méridionale. 

— Consistance des morts terrains 1 17 

:{. — (^.hoix des procédés d'extraction 121 

Nécessité des puits d'extraction. — Exploitation à ciel ou- 
vert ou par galeries à flanc de coteau 121 

4. — Altérations des couches aux affleurements 124 

îî. — Consistance de la formation ferrugineuse 125 

Sondage de Mars-la-Tour (DV). — Sondage de Moinc- 
villc (AC). — Sondage de Mairj' fBC'. — Sondage de 

Hriey (FL). — Sondage de Yalleroy (Y) 126 

r>. — Délimitation des couches exploitables 129 

Minières d'IUissigny. — Terminologie usuelle pour la 
désignation des couches de minerais 130 

7. — Nombre de couches exploitables 132 

Mine de Micheville. — Sondage de Pienne (CE) 132 

8. — Epaisseur de la formation ferrugineuse. — Composition de» 

minerais 134 

î». — Aperçu paléonlologiquc 135 

Toarcien supérieur. — Bajocien. — Kathonien. — Callo- 
vien 13*» 

CHAPITRE 11. 
Théorie des failles nourridëres. 

1. — Revue rétrospective des travaui publiés sur le gisement,. 13K 

Travaux ôv MM. Braconnier et Daubrée. — Travaux de 
M. Ilnltinjinn. de M. Greven, de M. Kohlmann 139 

2. — Ancienne théorie des affleurements 1 43 



318 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER OOUTllIQUE 

Page!*. 

Coïncidence des affleurements riches du Luxembourg 
avec la direction des principales failles 143 

3. — > Récurrence des actions de plissement 1 \i 

Plis synclinaux et anticlinaux dans les différents étages 
de la région fcrrifère 1 ir» 

4. — Division du gisement en bassins U(i 

5. — Nature et degré d'authenticité des documents utilisés dans 

cette étude 147 

Recherches en territoire français. — Recherches en Lor- 

m 

raine allemande. — Région du Luxembourg 14s 

^. — Principes de la théorie des failles nourricières 150 

1, — Premier cas : Dépôt lenticulaire sur Soubassement horizontal . 1 '\:\ 
-8. — Deuxième cas : Formation des dépôts sur soubassements 

inclinés 1 56 

^. — Troisième cas : Formation des dépôts sur soubassement 

rejeté l.-i7 

CHAPITRE III. 
Bassin de Longwy. 

1. — Subdivision occidentale lOO 

.Mines de Lexy et de Mont-Saint-Martin itiu 

2. — Subdivision centrale lui 

Mines de Saulnes et Herserange 101 

3. — Subdivision orientale M'^l 

Mines d'Hussigny et de Villerupt H*»2 

4. — Failles nourricières du bassin U'A 

5. — Considérations générales sur les minerais* du bassin de 

Longwy ; 1 Oî» 

•6. — Historique rapide des travaux de recherches de 1883 à 1899. 170 

CHAPITRE IV. 
Bassin de Landres. 

1. — Coupes longitudinale et transversale du bassin 173 

Sondage d'Auiermont (BW) 174 

2. — Faille nourricière de Bonvillers. — Faille de Norroy-le-Sec. 17<» 

3. — Couches accessoires dans le bassin de Landres 177 

Couche noire de Xivry-Circourt. —Hypothèse d'une faille 
nourricière entre la vallée de la Pienne et la vallée de 
la Crusnes 177 

4. — Région restant à explorer 181^ 

Sondage de Yille-au-Montois (FB) et de Bazailles (FG).— 



DE LA LORRAINE 349 

Page*. 
Faille de Joppérourt 181 

5. ~ Répartition du fer, du calcaire et de la silice dans les mi- 

nerais du bassin de Landrcs 183 

Partage du gisement en trois zones. — Couche grise des 
sondages DU, CE, EL, DB, CX et EP 183 

6. — Réactions chimiques servant à expliquer la formation des 

deux zones exploitables 193 

Zone des minerait calcaires. — Zone des uiinerais purs. 
— Phénomènes calorifiques attribuables à la décompo- 
sition du carbonate de fer 194 

7. — .Vction des courants. — Sondage ET 197 

8. — Contact à Murville du bassin de Landres avec le bassin de 

Tucquegnieux 1 99 

9. — Terminaison du bassin de Landres dans sa région méridio- 

nale 201 



CflAPlTRE V. 

Bassin d'Ottange-Tiicqaegnieiiz. 

pREMiKKE 3KCTIOX. — Couche gvise. 

\ ^ — Faille d'Ottange-Audun-lc-Romon, envisagée comme nour- 
ricière 203 

Sondage de Ludelange (YU). — Sondage de Tressange 
CYV) 204 

2. — Région occidentale du S3'nclinal d'Ottange. — District d*Au- 

metz 206 

3 . — Région orientale du synclinal 207 

4. — Région du Luxembourg 208 

j. — Région septentrionale du synclinal de Tucquegnieux (Au- 

dun-le-Roman, Anderny) 210 

6. — Région occidentale (Mairy-Tucquegnieux) 211 

Sondage de Tucquegnieux (AW). — Sondage de Main ville 
(BF). — Profils entre Bonvillers et la Malmaison, entre 
Audun-le-Roman et Anoux 212 

7. — Région pauvre d'Ozerailles 213 

Sondages dWnoux (BE), d'Ozerailles (E)Y, dMmmonville 
(BA) et de Lixières (EC) 21i 

8. — Région méridionale et orientale du synclinal de Tucque- 

gnieux 215 

(Trieux-Loraraerange). — Failles de Neufchef, du Chevil- 

lon, d'Avril. — Anticlinal de Mancieulles-Anoux 21 fi 

9. — Région centrale du bassin. — Faille de Fontoy 218 

Tome I, 1902 21 



ââO LE GISBMBitT DE BÏINEttAI DE tÈR OOlintlQtTÉ 

DscxiÈME 5ECTI05. ~ Couchts occessoires, 

Ptfet. 

1 . — Couches noires à FEst de la faille de Crosnes. — Faille de 

Crusnes 224 

Sondage d^HaTange (YX) 227 

2. — Couches inférieures au Sud de la faille d*Andun-le-Roman. . 228 

3. — Couches inférieures au Nord de la faille d*ATril 229 

4. — Couche jaune de la faille d'Ottange (région de Rumelange, 

Tetange, en Luxembourg) 230 

5. — Couche jaune d'Avril 232 

6. — Couche rouge de la région d'Esch 233 

7. — Couche rouge d*Audun-le-Roman et de Bonvillers 235 

8. — Couche rouge d*Anoux et du Chevillon 238 

Troisikme sbctior. 

Recherches infructueuses de 1882-1883 dans la région 

d'Avril-Trieux-Sancy 239 

Sondages de Sancy (1882); de Saint-Pierremont (1883); 
d'Avril (1883) ; du Fond Gravin (1883) 239 

CHAPITRE VI. 
Bassin de TOne. 

pRBHiÈHB SECTION. — Couche grisc. 

1 . — Failles nourricières du bassin 2n 

Failles de TOrne. de Rombas, de Neufchef, d'Avril, du 
Woigot, de Sainte-Marie 248 

2. — Digression surlebassin.de Saint-Privat- Novéant. — Failles 

de Roncourt, de Flavigny-Montigny. — ^Dnes de la région 
d'Ars-sur-Moselle (vallée de la .Mance) 250 

3. — Coupe longitudinale du bassni de l'Ome 253 

Synclinal de Brainville 253 

4. — Région de Moyeu vre-Neufchef 254 

Coupe au point XV de la mine d'Hayange 255 

5. — Région d'Avril-Briey 255 

6. — Région méridionale du bassin 256 

7 . — Région occidentale 258 

8. — Région de Génaville 258 

Dbuxikmr sectio.^. — Couches accesss.oire 

i . — Couches inférieures 260 

2. — Couche jaune. — Régions dcMontois,d'lIomécourt, de Briej'- 

Vallcroy et d'Avril 262 

3. — Couche rouge. — Régions de Jœuf-Homécourt et de Briey. 264 



bi LÀ LOttRAtMB 32i 

CHAPITRE VII. 

GonikléraUoiis générales sur la compatHion daa miaerais 

6t laar geiièaa. 

1 . — Silice et alumine contenues dans les minerais 267 

Théorie de la genèse par substitution de substances (épi- 
génie, métasomatose) • 268 

2, _ Carbonates contenus dans le minerai 274 

CHAPITRE VIII. 

Le phosphore dans les minerais ooUthiqoes. 

Minerais du Luxembourg. — Sondages de Landres (DG), de Pienne 

(CE), de Bouligny (CQ), de Bouvigny (EB) 281 

Scories de déphosphoration ,....,... .:..,. ..... ^ 283 

CHAPITRE IX. 
Hésnmé et conclusions i87 

ANNEXES. 

Al- — Sondage de Joudreville (CB). — Coupe de tous les terrains tra- 
versés. 

A^. — Coupe de la formation ferrugineuse du sondage CB. 

A3. — Renseignements divers relatifs au sondage CB. 

A4. — Coupe résumée du sondage CB. 

A5. — Tableau des résultats fournis par les recherches exécutées dans 
la région française. 

A«. ~ Renseignements sur Taltitude des couches dans la région alle- 
mande. 

A7. — Nomenclature des concessions de mines de fer du département 
de Meurthe-et-Moselle. 

PLANCHES. 

PI. V. — Carte d'ensemble du gisement de minerai de fer oolithique 
de la Lorraine donnant la délimitation des couches exploi- 
tables, la topographie de la couche grise, remplacement 
des sondages, les limites des concessions françaises, etc. 

PI. VI. — Carte du bassin de Lcmdres donnaint la répartition des mine* 
rais en différentes zones. 



I 
322 LE GISEMENT DE MINERAI DE FER DE LA LORRAINE 

PI. VII. — Coupes d^ecsemble (I et II) du gisement en Lorraine alle- 
mande. 

PI. VIII. — Ck)upes de sondages en Lorraine allemande. 

PI. IX. — Coupe d'ensemble (XII) dans le grand>duché de Luxembourg. 

PI. X. — Coupes de sondages dans la région française. 

PI. XI. — Coupes d'ensemble de la couche grise (111, IV, V, VI et Vil) 
des bassins de Landres et de Tucquegnieux. 

PI. Xll. — Coupes d'ensemble de la couche grise (VIII, iX, X) du bassin 
de rOme. 



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STATISTIQUE 

de llndvstrie minérkle de U France. 2S3 

: COMPARATIFS DK LA PH0DUCT10:< DKR COMBUSTIBLES Xl^fflUUI 
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I. — CombDStibles minéraux. 



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BULLETIN. 

RKNDEMENT COMPARÉ DBS 1UGHDIB8 A VAPEUR 
BT DBS MOTEURS A 6AX. 

M. Aimé Witz a publié, sous ce titre, dans VÈclairage élec- 
trique (numéros des 4 et il janvier 1902), une comparaison inté- 
ressante des résultats obtenus dans les essais de machines à 
vapeur et de moteurs àgaz. OutreTintérêt qui résulte de la com- 
paraison de ces documents, ils sont en eux-mêmes assez nom- 
breux et assez détaillés pour être, dans bien des cas, consultés 
avec fruit. 

En ce qui concerne les chaudières, les meilleures utilisations 
qua constatées M. Witz sont de 70 à 75,5 p. 100 des calories dispo- 
nibles dans la houille ; il regarde une utilisation de 60 p. 100 
comme très bonne en pratique courante. 

Pour les machines à vapeur, le rendement thermique s^obtient 
en rapprochant le nombre des calories contenues dans la vapeur 
dépensée pour produire 1 cheval-heure, du nombre des calories 
(637) équivalentes à ce cheval-heure. Toutefois les calories con- 
tenues dans la vapeur semblent calculées en comptant la chaleur 
totale à partir du zéro centigrade, c'est-à-dire à partir d'une 
origine arbitraire qui ne correspond pas aux conditions réelles, 
puisque la chaudière reçoit Peau à une température notablement 
supérieure (•). 

Dans les exemples cités, on trouve des rendements thermiques 
qui atteignent le maximum de 19 p. 100 (rendement rapporté à la 
puissance indiquée) et qui sont généralement beaucoup 
moindres. Ce maximum est atteint par une machine à vapeur sur- 
chauffée. 

En prenant Tensemble constitué parla chaudière et la machine, 



(*) Consulter, sur la définition du rendement thermique, les règles 
proposées par les Civil Enyineers de Londres (HuUeiin de la Société 
d^ encouragement pour Vinduslrie nationale ^ ociobte 1898, p. 1349) et de 
V American Societij of mec/ianical Engineers ( Revue de Mécanique jfioùi 1901 
p. 118). Toutefois les règles manquent de clarté en ce qui concerne ce 
point particulier, telles qu elles sont données dans cette publication. 



334 BULLETIN 

on trouve un rendement thermique maximum qui ne dépasse 
guère 14 p. 100, et qui, en pratique courante, pour de très bonnes 
machines, n'est plus que de 9 p. 100. 

Les gazogènes sont supérieurs aux chaudières, car, dans les 
exemples cités, le pouvoir calorifique des gaz qu'ils fournissent 
atteint 80 à 84 p. KM) du pouvoir calorifique du combustible 
employé, et 62,9 p. 100 en marche prolongée. 

Pour les moteurs à gaz, on a constaté des rendements ther- 
miques de 30,G p. 100 en travail indiqué et de 27 p. 100 en travail 
efl^ectif; en marche courante, on obtient des rendements ther- 
miques, en travail elTeclif, de 47,3 p. 100. 

On voit qu'en combinant le meilleur gazogène avec le meilleur 
moteur, on obtiendrait un rendement total de 26,5 p. 100, en tra- 
vail indiqué, et de 22 p. 100 en travail efl'ectif. M. Witz cite, en ter- 
minant, des exemples de très faibles consommations de combus- 
tible réalisées en marche courante. 

E. Sauvage. 



bISCOCRS PRONONCÉS AUX FUNÉRAIIXES I)K M. CORNU 335 



DISCOURS 

PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES 

DE M. ALFRED CORNU 

MEMBRE DE l'iNSTITIT, [MJKMELR EN CHEF DES MINES 

le 16 avril 1902. 



DISCOURS DE M. MASCART 

Membre de rinfttitut, 



AU NOM DK l/ ACADÉMIE DKS SCIENCES. 



Messieurs, 

Ce n'est pas à moi, suivant le cours naturel des choses, 
que (levait un jour incomber la cruelle mission d'accom- 
pagner vers la tombe notre éminentconifrère, et de rendre 
hommage k sa mémoire au nom de la section de physique 
de rAcadémie des Sciences. 

M. Cornu avait conquis la plus haute situation scienti- 
fique, consacrée par les suffrages des académies du monde 
entier; il paraissait jcmir (ruiie sanié robuste; il était 
entouré d'amis, il faisait riionneur et la joie d'une famille 
prospère : tout semblait lui promettre encore une longue 
et heureuse existence. Un an après le profond chagrin 
que lui avait causé la perte de son frère, une catastrophe 
imprévue a interrompu son œuvre, brisé ses amitiés et 
plongé les siens dans les larmes. 

Nous ne pouvons offrir à sa compagne dévouée et à ses 

Tome l, i* livraison, 1902. 22 



336 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

enfants que le témoignage de noire respectueuse sym- 
pathie et de notre douleur commune. 

La canière de M. Cornu présente le noble exemple 
d'une vie entière consacrée à la science sans aucune inter- 
ruption. Il fuyait, d'une manière systématique, toutes les 
circonstances capables de le détourner de ses travaux, 
qu'il a continués j usqu'à sa dernière heure, j usqu'au moment 
du moins où les forces lui ont fait subitement défaut. 

Dès sa sortie de l'École Polytechnique, dans les inter- 
valles de ses études d'élève-ingénieur à l'École des Mines, 
M. Cornu prit à tâche de reproduire toutes les expériences 
indi([uées dans le célèbre Traitr (roptiqiœ de Billet. Il 
acquit ainsi une connaissance approfondie et familière des 
phénomènes, en même temps qu'il en discutait avec un 
soin minutieux les interprétations théoriques. Doué d'une 
rare habileté manuelle, qualité précieuse pour un physi- 
cien, il pouvait réaliser les expériences les moins usuelles 
avec les ressources courantes des laboratoires et impro- 
viser, suivant son expression favorite, toutes sortes d'appa- 
reils ingénieux, pour lesquels on a trop souvent l'habitude 
d'attendre le concours des constructeurs de précision. 

Cette éducation scientifique peu commune explique sans 
doute comment M. Cornu a pu parcourir successivement 
toutes les branches de Toptique, améliorant en divers points 
hs méthodes de calcul ou d'observation, redressant les 
erreurs devenues classiques et glanant, en mainte cir- 
constance, dos trouvailles heureuses dont la science a 
tiré profit. 

Son premier travail sur la réflexion cristalline a vive- 
ment attiré Tattention des hommes compétents. Sans cou- 
naître l'espèce de discipline qu'il s'était imposée, on pouvait 
à bon droit s'étonner qu'un débutant eût le courage d'abor- 
der une des questions qui ont préoccupé les plus grands 
esprits, Fresnel, Cauchy, Neumann et Mac Cullagh. Le 
problème de la réflexion et de la réfi-action est, pour 



DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE^ M. CORNU 337 

ainsi dire, réjTcuvo crucialo dos théories d'optique, et 
tout progrès dans cette voie est uae contribution impor- 
tante à la science. 

On trouve déjà, dans ce mémoire de M. Cornu, les 
caractères (|ui distinguent son (puvre génénde et la t-our- 
nure de son esprit. Sans négliger les ressources de l'ana- 
lyse algébrique, où parfois les idées ne se dégagent pas 
facilement des formules abstraites et des symboles, ilpré- 
férait en traduire les résultats sous une forme géomé- 
trique plus palpable et plus propre à les fixer dans la 
mémoire. C'est ainsi qu'il a été conduit, pour les divers 
cas de réflexion et de réfraction, à une série de théorèmes 
élégants, auxquels son nom reste attaché. 

Ses excursions variées dans le domaine de l'optique 
ont été très fécondes. Je citerai, en particulier, ses re- 
cherches sur l'interprétation géométrique des formules de 
Fresnel relatives à la diflfracticm, la formation des images 
multiples dans les réseaux à traits circulaires ou recti- 
lignes de distances inégales, les polariseurs à pénombre, 
la détermination expérimentale de la surface d'onde dans 
les cristaux k deux axes optiques, la forme de la surface 
d'onde dans la polarisation rotatoire magnétique et Tachro- 
matisme des franges d'interférence ou de diffraction, idée 
originale et simple, dont les applications se sont ensuite 
étendues à un gran<l nombre de cas qu'il n'avait pas pré- 
vus. 

Les hommes de notre temps n'ont plus guère souvenir 
del'époque mémorable oùArago, dontla vue s 'était affaiblie, 
abandonnant l'espoir qu'il avait conçu de mesurer la 
vitesse de propagation de la lumière par des expériences 
de laboratoire, laissa à des savants plus jeunes le soin de 
résoudre ce grand problème. 

Fizeau, qui avait imaginé la méthode devenue célèbre 
de la roue dentée, la mit aussitôt ix exécution entre Mont- 
martre et Suresnes. Le succès de cette expérience fut 



338 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNËRAIU^ES DE M. CORNU 

éclatant ; le résultat était conforme à celui qu'on n'avait 
<léduit jusqu'alors que des observations astronomiques. 

Plus tard, Foucaultutilisa, dans le môme but, la méthode 
du miroir tournant, qui se prête à une moindre distance 
entre les appareils. La valeur numérique ainsi obtenue fut 
sensiblement plus faible et paraissait plus voisine de la 
vérité, de sorte qu'il resta des doutes sur Texactitude que 
comportait l'emploi de la roue dentée. Fizeau n'avait eu, 
d'ailleurs, en vue que de mettre en évidence l'efficacité de 
sa méthode, et il désirait vivement que l'expérience fût 
réalisée dans de meilleures conditions. 

Les difficultés pratiques étaient plutôt de nature à sé- 
duire M. Corini qu'à Je décourager. Pendant de longues 
années, il s'appliqua à déterminer, par des essais préli- 
minaires, tous les éléments du problème, la marche des 
rayons à l'aller et au retour, la loi do distribution de l'éclai- 
rage, les apparences complexes de l'extinction gradu(»lle 
au moment des éclipses et la mesure de la vitesse de rota- 
tion de la roue dentée. L^ne fois en pleine possession de 
la méthode et de toutes les conditions accessoires, il fit 
les expériences définitives entre l'Observatoire et la tour 
de Montlhéry, malheureusement sous le climat de Paris, 
où l'atmosphère rarement claire et calme lui causa beau- 
coup de déceptions. Le mémoire magistral, qui contient 
Tensemble de ces recherches, est un modèle, soit au point 
de vue expérimental, soit comme discussion minutieuse, 
dos résultats el du degré do confiance (^l'ils doivent ins- 
pirer. 

Le nombre final se rapprocha de la vitesse donnée par 
Foucault ; mais les travaux ultérieurs de divers savants, 
par l'emploi du miroir tournant, parurent fixer une valeur 
numéri([ne intermédiaire aux précédentes. 

M. Cornu résolut alors de se remettre à la besogne 
sous un moillour clinial et avec do nouveaux perfection- 
nements dans les détails d'exécution. 



DISCOURS PRONONCKS AUX FUNERAILLES DE M. CORNU 339 

Grâce au concours de M. Perrotin, directeur de TObser- 
vatoire de Nice , qui s'associe à cette entreprise avec 
beaucoup de zèle, un grand nombre d'expériences ont 
déjà été faites à diverses distances. Le programme est 
plus vaste; nous avons la confiance qu'il sera pieusement 
rempli, pour mener à bonne fin le dernier travail scienti- 
fique, en partie posthume, de notre regretté confrère. 

Je ne puis qu'indiquer brièvement d'autres recherches, 
sur la mesure de la densité de la Terre par la méthode 
do Cavendish, en commun avec M. Baille, sur diverses 
questions d'acoustique avec M. Morcadier, sur les pro- 
priétés optiques de l'atmosphère, les bandes d'absorption 
de la vapeur d'eau dans le spectre, l'absorption graduelle 
des radiations très réfrangibles de la lumière solaire en 
raison de l'épaisseur de la couche d'air traversée, la dis- 
tribution des groupes de raies appartenant à divers corps 
simples, en particulier h l'hvdrogène, enfin la méthode si 
élégante <[ui permet de constater, par une sorte do balan- 
cement des raies, la vitesse inégale des différents points 
do la surface solaire. 

M. Cornu prit une part importante aux préparatifs des 
expéditions organisées pour observer le passage de Vénus 
sur le Soleil. C'est à cette occasion qu'il étudia l'achro- 
matisme des objectifs et fit adopter l'écartement des 
verres pour améliorer les épreuves photographiques. Il 
apporta également une collaboration très active aux tra- 
vaux de la Commission française du mètre, oîi il fit toutes 
les mesures <lifficiles qu'exigeait la comparaison du mètre 
légal des Archives avec l'étalon devenu international déposé 
au Bureau do Breteuil. ' 

Ce genre de recherches l'amena aux questions de géo- 
désie et d'astronomie, et sa place était marquée au Bureau 
des Longitudes, où il a publié dans ï Annuaire do nom- 
breuses notices si remarquées pour leur précision et leur 
clarté. 



3W DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

Dans cet ordre d'idées, je voudrais terminer eji rappe- 
lant son beau travail sur la synchronisation des pendules. 
Lo problème de Tunification de Thoure consiste, avec une 
horloge centrale dont la marche est connue et aussi régu- 
lii^re que possible, à transmettre les mêmes indications à 
dos mécanismes éloignés, ou imposer le même mouvement 
à d'autres horloges. 

Beaucoup de solutions ont été proposées et mises en 
pratique. Pour les horloges dont on modifie ainsi la marche, 
on peut même ajouter que la question est résolue par des 
fornudes analytiques relatives au mouvement d'un pen- 
dule soumis à des perturbations périodiques. 

Ici encore, M. Cornu a remplacé les formules par leur 
traduction géométrique et réalisé pratiquement, par les 
méthodes les plus ingénieuses, des expériences de con- 
trôle» ([ui reproduisent les diverses courbes déduites de la 
théorie. 

La conchision est remarquable par sa simplicité. Pour 
qu'on puisse imposer à un système oscillant une période 
différente de celle qu'il aurait de hii-même, il faut que ses 
vibrations projires soient naturellement amorties. En 
d'autres termes, pas <ramortissement, pas de synchro- 
nisme. 

Une bell(» application on a été faite à l'Observatoire de 
Nice. Rien n'est plus impressionnant <pie d'y voir le grand 
p(»ndnl(Mle i- mèti'es décrire avec une majestueuse lenteur 
des (»scillations qui, à chaque» période, transmettent un 
oi'dre él<H*tri(ine à toutes les horloges de l'établissement et 
les maintienn(Mit (mi concordance à la même secon<le. 

Par son onivre considérable, M. ('oi*nu restera mie des 
gbures de la scienci» fran(;aise. Sa fin prématurée laisse un 
graml vide dans l'Académie des Sciences, qui aimait à 
entendre sa voix chniv et sympathique, et suivait volon- 
tiers ses avis, tcmjours inspirés par un sentiment élevé 
de la vérité et un respect des traditions. La section de 



DISCOURS PKONONCKS AUX FUNÉR.\ILLES DK M. CORNU 341 

physique, dans laquelle sa bonne grâce avait maintenu 
des relations de réelle cordialité au-dessus des divergences 
d'opinion passagères, en est vraiment décapitée. 



DISCOURS DE M. LE GÉNÉRAL BASSOT 

Membre de l'Institut, Président du Bureau des Longitudes, 
AU NOM DU BURKAU DES LONGITUDES. 

Messieurs, 

M. Cornu laisse un grand vide au Bureau des Longi- 
tudes. 11 lui appartenait depuis seize ans; pendant seize 
ans, il n'a cessé de lui donner sa part de collaboration 
aussi dévouée que féconde. 

Il aimait cette Compagnie, où géomètres, physiciens, 
astronomes, géographes, marins, militaires, artistes méca- 
niciens se conf(mdont dans un commun effort pour remplir 
la haute mission qui lui est confiée. Le Bureau doit chaque 
année publier la Connaissance f/es Temps et V Annuaire^ 
ouvrages indispensables aux marins, aux astronomes et 
aux géographes, et qui exigent de patientes études pour 
être constamment à jour et maintenus au niveau do la 
science. Mais son rôle est aussi et surtout d'exercer un 
patronage éclairé <les grandes entreprises astronomiques, 
géodésiques et géographiques. Il s'y applique avec un 
légitime orgueil, et son histoire est pleine d'opérations 
mémorables (ju'il a suscitées, encouragées et guidées. Pour 
une telle tâche, il n'est pas trop d'avoir réunies des com- 
pétences scientifiques très variées. Comme physicien. 
Cornu y a tenu une grande place. 

Partout, d'ailleurs, ses avis avaient une haute autorité. 



342 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DK M. CORNU 

II était (loué d'un don de \i\o pénétration qui lui permet- 
tait de faire ressortir très sûrement les difficultés d'ordre 
physique intervenant dans les problèmes. Par là, son 
influence a été considérable. Elle s'est exercée dans les 
assises des nombreuses commissions dont il a été appelé à 
faire partie : c'était à la Commission du passage de Vénus, 
au Comité international des poids et mesures, à l'Asso- 
ciation géodésique internationale ; ce fut aussi pour la carte 
photographique du ciel, pour la variation du pôle terrestre; 
c'était encore hier pour le magnétisme, dont une étude 
systématique était provoquée par le Bureau, et déjà com- 
mencée avec le concours de nos officiers de vaisseau. Dans 
toutes ces réunions, ses suggestions éclairées ont ouvert 
la voie à de nombreux progrès. 

Au Bureau des Longitudes, Corim s'était particulière- 
ment attaché à développer et à ferfectionnev VAmwaire. 
Qui n'a pas eu entre les mains ce petit volume, qui est une 
véritable encyclopédie^? On y trouve tout ce qui est utile 
au savant, au voyageur, à Tindustriel, au commerçant, à 
lagriculteur môme. Chacun le consulte, chacun en a 
besoin. Mais, s'il a de nombreux lecteurs, ces lecteurs 
veulent être tenus au courant des nouveautés : c'est à 
satisfaire cette légitime passion que s'applique le Bureau. 

Dès son arrivée, Cornu commence à reviser les articles 
qui sont de sa compétence, et, depuis, il ne se passe pas 
une année qu'il n'apporte une pierre neuve à l'édifice. 
L'onumération en serait trop longue, s'il fallait indiquer 
tous les chapitres qu'il a renouvelés, ajoutés pour mettre 
V Annuaire à la hauteur de la science actuelle. Son pré- 
cieux concours a beaucoup aidé à maintenir à notre Recueil 
la faveur du public. 

Mais c'est principalement dans ses notices scientifiques 
([ue Cornu s'est ré vélo comme un maître. L'introduction 
des notices dans V Annuaire remonte à 1810; les articles 
qu'on insère ont pour objet de vulgariser les progrès de la 



DISCOURS PRONONCÉS \V\ FUNÉRAILLES DE M. CORNU 343 

science ; leur collection «lepuis l'origine formerait un volume 
bien curieux et bien intéressant : ceux qu'a publiés Arago, 
(le 1824 à 1853, sont restés célèbres. Depuis, la tradition 
s'est continuée avec Delaunay, avec M. Faye, avec Tisse- 
rand. Le Bureau tient à honneur de la maintenir chaque 
année. 

Les notices que nous devons à Cornu sont du domaine 
de lalumièreet de l'électricité. L*une porte sur la méthode 
Doppler-Fizeau qui permet de déterminer par l'analyse 
spectrale la vitesse des astres dans la direction du rayon 
visuel; dans une autre, il décrit la mire lointaine de 
rObservatoire de Nice, qu'il avait imaginée lui-même en 
appliquant le principe de la réflexion d'un rayon lumineux 
parti (le TObservatoiro même sur un miroir convenable- 
ment orienté, placé à grande distance, et qui est ensuite 
renvové directement dans la lunette méridienne : c'est 
un appareil ingénieux qui avait déjà trouvé son applica- 
tion dans les expériences sur la vitesse de la lumière et qui 
rend de précieux services. Et, puisque je parle de l'Obser- 
vatoire de Nice, je ne saurais oublier de mentionner avec 
quelle passion Cornu se préoccupait de ce magnifique 
établissement, qui fut longtemps placé sous la tutelle 
scientifique du Bureau des Longitudes, et recherchait les 
perfectionnements susceptibles d'être apportés à son ins- 
tallation; il le visitait chaque année; il y a réalisé, en par- 
ticuli(îr, une organisation merveilleuse de la distribution 
de l'heure dans tous les pavillons d'observation : pour 
cela, il a d'abord fait construire et installer par notre 
collègue, M Gautier une grande horloge dont le ])alan- 
cier a 4 mètres de longueur et dont la marche diurne 
est si constante qu'elle varie à peine d'un dixième de 
seconde par jour; puis cette horloge est reliée électrique- 
ment aux diff*érents (compteurs placés dans les pavillons, 
et ces compteurs sont rendus isochrones de Thorloge par 
un amortissement électro-magnétique ; grâce à cet artifice. 



3t4 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

toutes les observations faites par les différents observa- 
teurs sont ramenées à un compteur unique. 

Frappé du développement prodigieux que rélectricitô 
a pris dans ces derniers temps et dont l'extension paraît 
encore aujourd'hui presque indéfinie, Cornu a pensé qu'il 
serait utile de nous initier aux conquêtes déjà acquises 
et do nous familiariser avec les nouvelles unités élec- 
triques récemment créées. C'est un immense service qu'il 
a rendu ; car ceux qui ont quoique peu vieilli, aussi bien 
que ceux qui sont restés étrangers pendant quelques 
aimées au progrès de l'électricité pratique, se trouvent 
aujourd'hui déroutés complètement, lorsqu'ils cherchent 
à comprendre la description des applications actuelles et 
à les rattacher à leurs connaissances antérieures. Pour 
se remettre à flot, il suffit de lire les quatre notices qu'il 
a successivement fait paraître sur les phénomènes élec- 
triques, et qui constituent une magistrale enquôte de 
l'éh^ctricité moderne : c'est un chef-d'œuvre, me disait 
encore hier son ami, M. Sarrau. 

Cornu professait un culte pres([ue filial pour les grands 
maîtres français de la physique : c'est encore dans deux 
notices de V Annuaire qu'il a tenu à rendre l'hommage 
qu'ils méritaient k deux de ses illustres devanciers, Fres- 
nel et Fizeau, dont les admirables découvertes ont renou- 
velé la théorie de l'optique et dont rinfluence s'est étendue 
bien loin dans le domaine de la philosophie naturelle. 

Il n'était que juste de mettre en relief la fécondité de 
notre collègue dans les publications du Bureau des Lon- 
gitudes et le grand labeur qu'il leur a consacré; nous 
avons été les témoins de ses efforts constants pourniain- 
tonir à notre Compagnie le prestige auquel elle doit pré- 
tendre d'une acti\âté sans limites; il avait toujours sur 
chantier une nouvelle étude à laquelle il se consacrait avec 
ardeur : il y pensait toujours; ses notes ne le quittaient 
jamais; c'était un travailleur incomparable. Et quelle lim- 



DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 345 

pidité dans son exposition, quel merveilleux talent pour 
mettre à la portée de tous la solution des problèmes les 
plus ardus ! 

La mort nous Tenlève dans le plein épanouissement de 
ses hautes facultés ; elle nous prive d'un collègue aimable 
et bienveillant, d\in collaborateur émérite,d'un conseiller 
éclairé. Le Bureau des Longitudes déplore sa perte pré- 
maturée et gardera sa mémoire avec un pieux respect pour 
les services éminents qu'il lui a rendus. 



DISCOURS DE M. LE GÉNÉRAL DEBATISSE 

('oromandant de Vl'^ole PolytechDÎqae, 
AU NOM DE L ECOLE POLYTECHNIQUE. 

Messieurs, 

J'ai la douloureuse mission de venir, au noradeTÉcole 
Polytechnique, saluer d'un dernier adieu la dépouille 
mortelle du savant distingué, de Téminent professeur que 
nous pleurons aujourd'hui et dont la mort prématurée 
met en deuil le monde savant tout entier. 

Alfred Cornu est entréàTÉcole Polytechnique en 1860, 
à TAge (le dix-neuf ans. Il en est sorti un de^s premiers, 
en 1862, et a choisi le Corps des Mines. Deux ans plus 
tard, en 186i, étant encore élève-ingénieur, ses premiers 
travaux le signalèrent à Tattentiondes Conseils de TÉcole 
et il fut nommé à l'emploi de répétiteur du cours de phy- 
sique. En 1867, c'est-à-dire à Tùge de vingt-six ans, il y 
n^cueillait la succession de Verdet dans la chaire de phy- 
sique, qu'il occupa depuis cette époque sans interruption. 

Pendant l'année terrible, dans Paris investi et affamé 
de nouvelles, alors qu'un intérêt si grand s'attachait à 



34H DISCOFRS PRONONCÉS AUX FTNÊRAILLES DE M. CORNU 

rélabliss »menl des cominiinications avec l'exUTieiir, C!ornu 
sut trouver le moyen de déchiflfrer, rapidement et prati- 
quement, les dép<>clies microscopiques apportées par les 
pigeons voyageurs, et rendit ainsi à la défense nationale 
des services qui méritent d'être rappelés. 

Des voix plus autorisées que la mienne vous ont retracé 
sa «-arrière scientifique et vous ont rappelé les beaux tra- 
vaux qui l'ont classé, jeune encoi'e, parmi les physiciens 
les plus distingués et lui ont ouvert à trente-sept ans les 
portes de Tlnstitut. 

Mais, si je suis moins qualifié pourparler de son œuvre, 
j'ai pu, par contre, au cours de ces deux dernières années, 
apprécier ses qualités personnelles, sa grande bienveil- 
lance et la conscience avec laquelle il s'occupait de toutes 
les questions concernant, non seulement son enseigne- 
ment particulier, mais aussi l'enseignement général de 
l'École. 

Comme professeur, il savait allier à une science pro- 
fonde un remarquable talent d'exposition. 

Dans les Conseils de l'École, nul ne savait mieux que 
lui résumer une discussion et, dans un langage plein de 
chaleur, défendre les mesures qui, dans son esprit, lui 
paraissai(»nt intéresser l'avenir de l'École. 

Pourquoi faut-il que la mort cnielle soit venue Tarra- 
rher ainsi à ses travaux, à l'affection des siens, et l)riser 
cette existence si utile encore au pays et k la science? 

Aussi est-ce avec une bien vive émotion (jue j'adresse, 
au nom de l'École, à sa famille si cruellement éprouvée, 
l'expression de notre profonde et douloureuse sympathie. 



DISCOURS PRONONCÉS ACX FONÉRAn.I.BS DB M. CORNU 347 

DISCOURS DE M. MERCADIER 

Directeur des Études à l'hèle Polytechnique, 
AU NOM DIT CORPS ENSEIGNANT DE l'ÉCOLE POLYTECHNIQUE. 

Messieurs, 

Le cor])s enseignant de TÉcole Polj'tcchniqiie, privé 
subitement et cruc^llement de son doyen, a dans cette 
triste cérémonie sa place toute naturelle. C'est au nom de 
ses collègues et de ses collaborateurs, qui furent ses 
amis, quejo viens a<lresser à Cornu le suprême adieu. 

Depuis 1864, il appartenait à TÉcole Polytechnique : pen- 
dant Irente-huit ans, il lui a consacré la plus grande partie 
de sa vie. Il Taimait profondément. Dans ses laboratoires, 
si remplis de son activité, et maintenant si vides, on a 
dit les beaux travaux qu'il avait accomplis; peut-être 
appartient-il de dire comment il les faisait à celui qui fut 
le plus ancien de ses collaborateurs, avant, pendant et 
après les jours et les nuits de Tannée terrible. 

Dès son séjour à TÉcole des Mines, et jusqu'à ces 
derniers jours, ce fut un travailleur infatigable. La re- 
cherche scientifique fut sa grande passion : passion très 
désintéressée, car il aimait la science pour elle-même et 
non pour ce qu'elle peut rapporter. 

Dans I(>s premières années, il passa sa vie au labora- 
toire; plus tani, il y vécut tout le temps que lui laissaient 
ses devoirs de famille. Son ardeur au travail ne s'apaisa 
jamais. Il avait toujours sur le chantier plusieurs œuvres 
commencées, se délassant de Tune, di^ait-il, en pîissant ii 
l'autre. 

Le travail, qui, pour la plupart des hommes, est une 
peine, fut toujours pour lui une joie. Il travaillait «"wec 
allégresse : sans cesse on l'entendait se mettre k l'œuvre 



348 DISCOURS PRONONCÉS ADX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

en chantant, ol, comme un bon ouvrier quia bien rempli sa 
journée, il chantait encore en finissant. 

Et d'ailleurs c'était un oinTier manuel remarquable : 
dès qu'il avait con(;u un appareil, le plus souvent il en 
exécutait le modèle de ses propres mains, avec des fils 
métalliques, des lames de laiton, des morceaux de bois; 
armé d'outils ordinaires, il construisait les machines les 
plus complexes, comme colle qui trace automatiquement 
<les réseaux. En cela il était heureux, car il y gagnait du 
temps, et pour lui perdre du temps était une souffrance. 

Doué d'une patience inaltérable, d'une singulière péné- 
tration, il poursuivait ses expériences lentement, sûre- 
ment, ne laissant rien au hasard, et visant toujours k la 
perfection. 

En toutes ses recherches se manifestent les mêmes 
caractères : ringéniosité originale d'un Foucault, la pré- 
cision d'un Fizeau, l'élégance dos solutions et l'esprit géo- 
métri([ue de son idéal scientifique, l'illustre Fresnel. Les 
résultats on formules ne lui plaisaient guère; mais, quand 
il avait roussi a représenter géométriquement les phéno- 
mènes étudiés, il était pleinement satisfait. 

C'était véritablement un affamé de vérité, de précision, 
de clarté, do lumière. 

Avec un pareil état d'àme, un esprit si avisé, une intcl- 
ligonce si compréhonsive, avec la conscience scrupuleuse 
qu'il mettait en toutes choses, il devait être et il fut un 
])rofesseur éminont. Les Conseils de l'École, en le nommant 
professeur à vingt-six ajis, escomptèrent l'avenir : il 
dépassa toutes les espérances. Les milliers d'élèves qui 
suivirent ses leçons en peuvent témoigner ; quant à ceux 
qui ont proparé ses cours avec lui, qui les ont étudiés, 
modifiés avec lui, ils savent le labeur incessant et profond 
qu'ils lui ont coûté! 

Pour lui, un cours était comme une sorte d'organisme 
vivant qui devait se transformer sans cesse, en sidvant 



DISCOURS l»RONONCÊS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 349 

prudeiniiKMit los progrès de la science, tout en restant 
simple et de plus on plus clair : être clair était son but, 
et, s'il se donnait tant de peine pour y parvenir, c'était 
l)Our en éviter à ses élèves. C'est ainsi qu'en recom- 
mençant pour chaque promotion son cours de physique, il 
le remaniait chaque fois, et ne se déclarait jamais satisfait; 
c'est pourquoi il ne voulut jamais le publier; c'est aussi 
pourquoi, jugeant cette tâche bien suffisante, il n'accepta 
jamais d'autres fonctions d'enseignement. 

Père do famille modèle, parent dévoué, ami fidèle et 
sûr, la droiture de son caractère, la noblesse de ses sen- 
timents, la fermeté de ses idées, faisaient de l'homme 
privé l'égal du professeur et du savant. Aimable, lettré, 
ami des arts, il était aussi accueillant et généreux; tous 
ceux qui ont collaboré avec lui, les travailleurs sérieux 
qui ont eu besoin de son aide, savent combien il prodiguait 
sans réserve son temps, ses conseils et sa peine. 

Hélas! il prodiguait aussi sa vie. Les ressorts constam- 
ment tendus se brisent un jour; en quelques instants, d'un 
coup hiattendu, la mort a fauché rette noble existence! 
Collègues, collaborateurs, amis de son âge, nous conser- 
verons précieusement son souvenir; aux jeunes, sa vie 
.servira d'exemple et de modèle. L'École qu'il a tant aimée 
ne Toublierajamais. Tout en conservant au fond du cœur 
cette chère mémoire, sa famille pourra recevoir quelque 
consolation (si l'on peut prononcer en ce jour un tel mot) 
à la vue de runiveraelle sympathie dentelle est entourée; 
on songeant que celui qu'elle a perdu vivait déjà en ]deine 
gloire scientifi([ue, la plus pure des gloires ; qu'il conti- 
nuera à vivre <lans la mémoire des savants du monde 
entier, et cjuc dos hommes tels que lui font honneur à 
Thumanité. 



3r)0 DISCOURS PRONONCÉS ADX FUNKRAII.LES DE M. CORND 

DISCOURS DE M. POINCARÉ 

Membre de rinstitut, 
AU NOM DE LA SOCIÉTÉ FRANÇAISE DE PHYSIQUE 

Messieurs, 

Quand la mort nous enlève un homme dont la tâche est 
terminée, c'est seulement Tami, le maître ou le conseil- 
ler que nous pleurons ; mais nous savons que son œuvre 
est accomplie et, à défaut de ses conseils, ses exemples 
nous restent. Combien elle nous semble plus impitoyable 
quand c'est un savant encore tout rempli de vigueur phy- 
sique, do force morale, de jeunesse d esprit, d'activité 
féconde, qui soudain disparaît; alors nos regrets sont 
sans bornes, car ce ({\\o nous perdons, c'est l'inconnu , qui 
par essence est sans limites; ce sont les espoirs infinis, 
les découvertes de demain que celles d'hier semblaient 
nous promettre. 

De là cette émotion qui s'est emparée du monde savant 
tout entier quand cette nouvelle si imprévue, si foudroyante, 
est venue le frapper. 

Pour la Société française de Ph^^sique, le deuil est par- 
ticulièrement cniel. Il avait été un de nos fondateurs, et 
nous aimions à nous enorgueillir de ses travaux, à nous 
parer do l'oclat do son nom. Sa voix était toujours écou- 
tée dans nos conseils, et nous avons peine à croire que 
nous ne l'y entendrons plus. 

M. Cornu était né en 1841. En 186C), il entra à l'École 
Polytechnique, d'où il sortit deux ans après comme élève- 
ingénieur des Mines. Mais il abandonna do bonne heure 
le service actif des Mines pour entrer dans le corps 
ons(îigiiant de rÉc'ole Polytechnique. Dès 1871, à 1 âge 
de trente ans, il fut nommé professeur de physique dans 



DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M, CORNU 351 

cette grande École. Son enseignement fut tout de suite 
très goûté des élèves ; il inaugurait an mode nouveau 
d'exposition de la physique, et en particulier de la ther- 
modynamique. 

D'ailleurs, comme membre du Conseil de perfectionne- 
ment, il exerça, pendant plusieurs années, une grande 
influence sur l'évolution de l'École Polytechnique. 

En 1878, il fut nommé membre de l'Académie des 
Sciences. 

En 1886, il entra au Bureau des Longitudes, et on trou- 
vera, dans ï Annuaire de ce Bureau, une série de notices 
que le public a beaucoup appréciées. 

M. C!ornu était membre de la Société Royale do 
Londres, des Académies de Turin, Rome, Vienne, Saint- 
Pétersbourg, de celles de Suède, de Belgique, de Bos- 
ton. 

Il fut président do la Société française de Physique et 
do la Société Astronomique de France. 

Il était membre du Conseil de l'Observatoire de Paris, 
ou il remplissait les fonctions de secrétaire, et du Conseil 
de l'Observatoire de Nice. 

Récemment, quand il fallut, au Congrès de Physique, 
choisir un président pour recevoir dignement nos hôtes 
de 1900, c'est à lui que tout naturellement tous ont songé. 
Nul n'aurait présidé avec plus d'autorité ces débats, où 
nous avions convié tant d'illustres savants étrangers. 

Il était désigné par sa gloire incontestée, qu'avait con- 
sacrée le suffrage de tant d'Académies étrangères, par 
l'étendue et la sûreté de sa science, par la justesse de 
son esprit. 

Nous avons eu la primeur de presque toutes ses décou- 
vertes. Qui de nous ne se rappelle avec quelle limpidité il 
nous les exposait, avec quelle chaleur aussi, et surtout 
avec quelle élégance? Il était aussi jaloux d'une clarté 
impeccable en face de ses collègues qu'eu face de ses 

Tome I, 1902. 23 



352 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

élôvos. Faire autrement cfit été pour lui une souffrance; 
car ses goûts d'artiste en auraient été choqués. Et en effet 
Tartiste se retrouvait partout, chez le penseur, chez l'ex- 
périmentateur, chez le professeur. 

Quand il imaginait ou qu'il construisait un appareil nou- 
veau, quand il eu étudiait les derniers détails, quand il le 
décrivait surtout, on sentait que ce n'était pas seulement 
à ses yeux un instrument, mais un objet d'art, et qu'il ne 
se préoccupait pas uniquement d'aller au but par le che- 
min le plus sûr et le plus court. La moindre imperfection 
le faisait souffrir, non parce qu'elle était une gène, mais 
parce qu'elle était une tache. 

Aussi, quand il aborda l'étude de la diffraction, il eut 
bientôt fait de remplacer cette multitude rébarbative de 
formules hérissées d'intégrales par une figure unique et 
harmonieuse que l'œil suit avec plaisir et où l'esprit se 
dirige sans effort. M. Cornu débuta dans la science par 
une théorie de la réflexion cristalline ; il parvint à rame- 
ner ces lois si compliquées à des règles géométriques 
simples et élégantes et à construire géométriquement le 
plan de polarisation du rayon réfléchi à la surface d'un 
cristal. 

11 reprit ensuite la méthode de M. Fizeau pour la me- 
sure de la vitesse de la lumière ; il introduisit dans cette 
méthode d'importants perfectionnements et lui donna plus 
de précision. Il est certain maintenant que le chiffre «léfi- 
nitif ne pourra pas s'écarter beaucoup de celui qu'il a 
trouvé. 

J'ai déjà parlé de ses recherches sur la diffraction et 
les intégrales de Fresnel ; il n'abandonna jamais ce genre 
de n^clierches : il a particulièrement étudié les réseaux, 
rinfluence des inégalités périodiques ou systématiques 
des instruments qui servent à les tracer et les propriétés 
focales qui résultent de ces inégalités. 

Les franges d'interférence lui ont fourni aussi l'occasion 



DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 353 

de fines éludes ; il a recherché les conditions d'achro- 
matisme de ces franges, et il s'est servi également de 
cet instrument si délicat pour étudier les déformations 
élastiques du verre. Rien de plus joli que les hyperboles 
irisées qu'il obtenait ainsi et qui montraient d'un coup 
d'oeil tout l'ensemble de ces déformations infiniment 
petites. 

Dans cotte région mixte oîi Toptique confine à Télec- 
tri(*ité, il a étudié à plusieurs reprises la polarisation 
magnétique, et tout récemment encore il a fait faire à 
cette partie de la science un progrès signalé. C'était au 
moment où le phénomène de Zeeman venait d'être décou- 
vert. Tout le monde croyait que les raies spectrales et en 
particulier la raie D se décomposaient en un triplet. Le 
premier, il vit qu'il y avait quatre composantes et que le 
soi-disant triplet était un quadruplet. 

La spectroscopie le préoccupa beaucoup, et en parti- 
culier l'importante question du renversement des raies ; 
il montra clairement les conditions de ce phénomène si 
important en astronomie. Il a imaginé un procédé très 
ingénieux pour distinguer les raies telluriques des raies 
d'origine solaire. Il a étudié, en particulier, le spectre 
ultraviolet du soleil et son absorption par les parties 
supérieures de l'atmosphère. Ses études sur le spectre 
solaire, sur le spectre des étoiles nouvelles, sur celui de 
la couronne, sont appréciées vivement par les astronomes. 

Ce n'est d'ailleurs pas là le seul service qu'il ait rendu 
à l'astronomie ; il a inventé une méthode photométrique 
pour l'observation des éclipses de Jupiter. Nul ne connais- 
sait mieux que lui les instruments d'optique et, sur ce 
point, ses lumières ont largement profité à l'astronomie. Je 
citerai seulement une de ses dernières créations, cette 
lunette zénitho-nadirale, qui est une merveille de préci- 
sion et une application d'une élégance inattendue des lois 
les plus simples de l'optique géométrique. 



354 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

Je ne m'étendrai pas au sujet de ses recherches sur 
l'optique météorologique; mais je ne puis pas ne pas men- 
tionner une invention très simple pour laquelle son nom 
devrait être béni de nombreux praticiens, car elle nous a 
débarrassés des inconvénients du halo photographique. 

Puisque nous sommes sur les applications de l'optique^ 
parlons encore du procédé stroboscopique si simple et si 
pratique qu'il a imaginé, il y a quelques semaines, pour 
déceler et mesurer les irrégularités de marche d'un al- 
ternateur. 

La délicatesse de ses sens et en particulier l'extraordi- 
naire finesse de son oreille lui furent précieuses dans 
d'autres recherches qu'il poursuivit en commun avec 
M. Morcadier. On discutait depuis longtemps sur les inter- 
valles musicaux; les physiciens étaient partagés, les uns 
tenant pour la gamme dite de Platon, les autres pour 
celle do Pythagore. L'expérience conduisit M. Cîornu à un 
résultat bien inattendu. Les musiciens emploient tantôt 
l'une, tantôt l'autre de ces deux gammes, suivant les cas. 
Ils ne s'en doutaient guère, et ils jetèrent les hauts cris 
quand on les en avertit ; mais le fait n'en est pas moins 
hors de doute. 

M. Cornu a repris la célèbre expérience de Cavendish 
pour la mesure de la densité moyenne du globe terrestre. 
Il a notablomont perfectionné les méthodes, il a éliminé 
(le nombreuses causes d'erreur et il a obtenu un nombre 
beaucoup plus précis que ceux qu'on possédait avant lui. 

Tous les arts qui veulent de la précision Tintéressaient, 
et tous les ans il allait à Nice examiner l'horloge astro- 
nomique qu'il y avait installée d'après des principes tout 
nouveaux ; il y apportait des perfectionnements incessants 
et il approchait chaque jour de la perfection absolue. 

Dans le môme ordre d'idées, il s'est occupé longtemps 
de la synchronisation électrique des horloges. Le problème 
semble facile; mais, en réalité, il exige bien des connais- 



DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 355 

sances diverses; la preuve, c'est que les nombreux prin- 
cipes introduits par M. Cornu, et qui apportaient une solu- 
tion complète et définitive, ne furent pas compris du 
premier coup. 

Les derniers Annuaires du Bureau dos Longitudes 
contiennent une série d*études consacrées par M. Cornu 
aux machines dynamo-électriques tant à courant con- 
tinu qu'à courant alternatif ou triphasé ; les notices 
destinées au grand public, mais qui contiennent 
une foule d'aperçus intéressants pour les savants eux- 
mêmes, seront prochainement réunies en volume. Il est 
peu de domaines on physique où il n'ait reculé les bornes 
de la précision, où il ne nous ait laisse quelque petit 
modèle d'une perfection achevée. 

Mais l'optique Ta toujours attiré; il y revenait sans 
cesse, mémo quand rette science était délaissée par la 
mode. Les nistrumonts d'optique, la diffraction, le spectre 
solaire», la vitesse de la lumière surtout, rappelaient cons- 
tamment son attenti(m. C'est en mesurant cette vitesse 
qu'il avait débuté; il y pensait encore dans ses derniers 
jours. Il avait conçu des projets grandioses dont la réa- 
lisation était conimencée : il voulait faire voyager le 
ravon <lont il devait mesurer la vitesse entré la Corse et 
le mont Mounier, où est la succursale de l'Observatoire de 
Nice. 

Comme il aimait cet Observatoire, où il allait tous les 
ans et où ses conseils étaient hautement appréciés ! Et 
comment ne pas évoquer le souvenir de ce voyage récent 
oîi nous l'avons vu, au sommet de ce mont Meunier, regar- 
dant la mer au-dessus de laquelle il voulait faire passer * 
la lumière? Avec quelle confiance il parlait de son rêve, 
et qui de nous eût pu croire alors qu'il n'en verrait pas 
raccomplissement ? 

C'est que, quand il croyait au succès, on pouvait le 
regarder comme assuré. Sa critique était sûre, et il se 



356 DISCOURS PRONONCÉS AUX FUNÉRAILLES DE M. CORNU 

défiait de l'enthousiasme . II savait de quelles embûches 
rexpcrimentateur est environné et à quel prix la préci- 
sion ou la certitude scientifique peuvent s'acquérir. Nul 
ne savait mieux que lui prévoir tous les pièges, et en lui 
donnant la main on était certain de les éviter. Il n'est 
pas un physicien k qui ses conseils n'aient épargné 
quelque mécompte. 

Aussi n'était-il pas dupe de ces modes passagères qui 
entraînent les foules scientifiques aussi facilement que les 
foules vulgaires. Toujours il attendait la preuve avant de 
croire. 

Il aimait les débutants et il cherchait à les encourager; 
mais, en môme temps, il les prémunissait contre les écueils 
sur lesquels leur ardeur juvénile aurait pu les entraîner. 
Ceux qui avaient accepté sa discipline ne tardaient pas à 
en reconnaître la sagesse. 

Tel est Thomme éminent que nous avons perdu. Mais 
ce n'était pas seulement l'élévation de sa pensée qui fai- 
sait le charme de son commerce; c'étaient encore sa 
bonté, sa modestie, sa simplicité. Ce savant, ce maître, 
ce guide était, en même temps, un ami sûr; et ce deuil, 
qui atteint notre Corps, atteint aussi chacun de nous. 



RKCIIKRCHES Sl?R LES A(*IKR« \V NICKEL 357 



RECHERCHES 



Sl'R LES 



ACIERS AU NICKEL A HAUTES TENEURS 

Par M. L. DUMAS, In^'énieur des Arts et Manufactures,* 

iDgénieur-Conseil, Ancien Chef du Service métallurgique de la Société 

de Commentrv-FourchanibauU et Dccazcvillc. 



INTRODUCTION. 

Les aciers au nickel attirent depuis longtemps l'atten- 
tion (les métallurgistes et des physiciens, qui leur ont 
consacré de nombreux travaux; mais les résultats de ces 
travaux sont épars dans les publications de diverses 
Sociétés ou dans des revues, et c'est vraiment une tâche 
considérable que d'en former un ensemble pouvant guider 
le producteur et le consommateur dans les applications 
nouvelles. 

Lorsque les Aciéries d'Imphy ont entrepris la fabrica- 
tion des aciers au nickel, elles ont dû rechercher les 
résultats déjà connus, les reproduire à nouveau en 
faraude partie, et les compléter par des recherches nou- 
velles. (Test Tensemble des résultats ainsi obtenus que 
nous nous proposons <rexposer en y joignant les considé- 
rations qu'ils nous ont suggérées. Nous espérons que cet 
exposé contribuera à développer les applications de ces 
aciers, et particulièrement à hâter Tutilisation des pro- 
priétés extrêmement remarquables de certains d'entre eux. 

A mesure que nos recherches suivaient leur cours, 
l'attraction exercée par les idées de M. Osmond devenait 
de plus en plus irrésistible ; aussi nos vues se sont-elles net- 



358 RECHERCHES SIR LES ACIERS AU NICKEL 

leniont orientées dans le sens «les théories allotropistes. 
M. Osrnond a bien voulu prendre connaissance de notre 
travail et nous faire bénéficier de ses avis ; nous lui en 
exprimons notre vive reconnaissance. 

Ces recherches nous ont procun'» le grand priAilèfi^e 
d'un contact permanent avec les savants du Bureau inter- 
national des Poids et Mesures. Nous aurons notamment 
Toccasion de sijnialer d'imiiortantes contributions de 
M. rii.-Ed. Guillaume à l'étude générale des aciers au 
nickel ; mais ce n'est pa,s à ces travaux que se limitent 
les résultats de nos rapports avec ce savant ; son inlluence 
plus ou moins latente s'est fait sentir dans nos recherches 
k peu près partout. 

Premiôres recherches d'Imphy. — Les premières re- 
cherches d'Imphy sur les aciers au nickel ont été entre- 
prises en 1804, sous la direction de M. Werth, alors 
directeur des Usines de Fourchambault et d'Imphy i *), pour 
répondre à une demande de l'Atelier de construction de 
l'artillerie à Puteaux; elles ont abouti à la préparation 
d'un acier de composition spéciale, dénommé à Imphy 
acier NC-4, qui, dans la suite, a été adopté par l'artil- 
lerie, et lui a été livré par Imphy et par d'autres aciéries 
en (juantités très considérables. D'autres applications 
de ('(^t acier ont aussi été étudiées jiendant la même* 
période, (»tquelqu(»s résultats intéressants ont été ol)t(*nus 
avec d'autres compositions d'acier au nickel, notablement 
différentes de c(»lle île l'acier NC-4. 

L(*s divers résultats obttMuis k Imi)hy pendant l'année i SOr^ 
ont attiré l'attention de l'Administration de la Marine, 



(*) Los reclierrlirs oui cto poursuivies à linpliy. ù partir «le Tan- 
née 18*.)6. par les soins de M. Adenot, direi'teur, avei' le concours de 
MM. «iirin, ingénieur principal. Dauphin. Gineste, Coupcau, Meunier et 
(iay-I^nssae, ingénieurs, el à Paris avec le «oncours de M. Delaliroise. 
in«^ériieur. 



A HAUTES TENETRS 359 

qui a prescrit aux Forges uationales de la Chaussade à 
Guérigny de faire une étude de ces nouveaux aciers. 
M. Abraham, ingénieur de la Marine, alors attaché aux 
Établisseni(»nts de Guérigny, a ainsi été amené à suivre 
certains travaux aux Aciéries d'Imphy; il en a rendu 
compte dans un mémoire étendu, publié dans les Annales 
des Mines en 1898 (*), où il fait avec une grande clarté 
un exposé très détaillé des résultats acquis antérieurement 
à l'année 1896. Nous n'avons rien à ajouter a ce compte 
rendu très complet de toutes les constatations faites à 
cette époque; aussi prierons-nous le lecteur de se reporter 
à ce mémoire pour Texamen du détail des essais pendant 
cette première période de nos recherches. 

Travaux du Bureau international des Poids et Mesures. 
— Une impulsion nouvelle a été donnée, en 1895, à nos 
travaux. C'est à cette époque c^ue nos relations avec 
le Bureau international des Poids et Mesures se sont 
établies, grâce à l'aimable intermédiaire de M. le lieute- 
nant-colonel Hartmann, alors chef de Tatelier de préci- 
sion de la section technique à Saint-Thomas-d'Aquin, 
qui a bien voulu nous mettre en rapport avec M. Benoît, 
réminent directeur du Bureau international. Nos re- 
cherches, encouragéc^s par ce contact, ont abordé l'étude 
des aciers à haute teneur en nickel, manganèse et 
chrome, non seulement au point de vue de leurs proprié- 
tés mécaniques, mais aussi au point de vue plus général 
de leurs diverses propriétés physiques, et plus particulière- 
ment de leurs transformations allotropiques, caractérisées 
notamment par l'apparition ou la disparition <lu magné- 
tisme. 

M. Benoit, dans le premier entretien que nous avons 
eu avec lui à Saint-Thomas-d'Aquin, nous a fait con- 

(*) Annales des Mines, t. XIV, p. 22*). 



360 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

naître que la métrolofâe porte grand intérêt aux re- 
cherches relatives à des métaux ou des alliages conve- 
nables pour la construction des étalons de mesures dits 
secondaires, c'est-à-dire pouvant remplacer le platine, 
dont le prix est trop élevé. Les qualités indispensables 
pour des étalons secondaires soiït, outre un prix de 
revient modéré, une grande homogénéité et une faible 
oxydabilité(*). Il était intéressant de rechercher, parmi 
les aciers au nickel, un métal satisfaisant à ces condi- 
tions. 

Des échantillons préparés par Imphy ont été étudiés 
successivement au Bureau international des Poids et 
Mesures par M. Benoît lui-même, et par MM. Chappuis et 
Ch.-Ed. Guillaume, physiciens adjoints au directeur du 
Bureau; la découverte, faite par M. Ch.-Ed. Guillaume, 
d'une remarquable anomalie de dilatation présentée par 
un acier à 30 p. 100 de nickel, a été Torigine d'une fruc- 
tueuse collaboration. 

M. Ch.-Ed. Guillaume a rendu compte, dans plusieurs 
publications, des importants travaux qu'il a entrepris au 
Pavillon de Breteuil sur les échantillons qu'Imphy a pré- 
parés sur sa demande ; ces travaux sont relatifs aux lois 
de la dilatation et à d'autres propriotc^s physiques des 
aciers au nickel : magnétisme, élasticité, densité, résis- 
tance électrique, etc. Nous renverrons aux remarquables 
mémoires de M. Guillaume (**) le lecteur désireux de 
prendre connaissance du <létaildes travaux de haute pré- 

(*) M. BenoU a bien voulu nous adresser à ce sujet une lettre du 
13 mars 1S95, dont nous donnons ci-Jiprés un extrait : 

« Si vous étiez disposé à nous aider dans cette rechcrclie d'un 
métal bon marché, relativement au platine, et propre à construire des 
étalons peu altérables, recherche qu'on pourrait croire très simple, 
mais dans laquelle, après bien des tentatives, nous ne sommes arrivés 
encore à rien de satisfaisant, vous nous rendriez, aussi bien qu'à 
la science et aux constructeurs en général, un véritable service. i> 

(**) Comptes Rendus de r Académie des Sct>Mce.ç, janvier, avril, juin et 
juillet 1897; Hulletin delà Société d'Encouraffement^ mars 1898, etc. 



A HAUTES TENEURS 361 

cision qu'il a réalisés dans les laboratoires du Bureau 
international, et nous nous bornerons à signaler, dans le 
cours de cet exposé, celles des découvertes de M. Guil- 
laume qui ont été plus particulièrement utilisées dans nos 
propres recherches. 

Nous rappellerons cependant brièvement quelques-uns 
des résultats pratiques de ces travaux. Ils permettent à 
Imphy d'obtenir des aciers presque indilatables, utilisés 
pour les appareils de précision, la géodésie, l'horloge- 
rie, etc. ; des aciers spéciaux pour ressorts auto-compen- 
sateurs de montres ; des aciers ayant la dilatation du 
verre, utilisés dans la fabrication des lampes à incandes- 
cence pour remplacer le platine, et utilisables dans la 
fabrication d'un verre armé (procédé L. Appert) à raf)ri 
des variations de la température. 

Les nombreux échantillons préparés pour les études de 
M. Ch.-Ed. Guillaume ont été étudiés parallèlement par 
nous au i)oint de vue de certaines propriétés physiques, 
intéressant plus particulièrement la métallurgie. Joints à 
d'autres échantillons prélevés en coiu*s de fabrication de 
produits destinés k la clientèle, ou préparés spécialement 
pour nos recherches, ils ont formé une intéressante 
série qui nous permet d'apporter quelques contributions 
nouvelles à l'étude des propriétés très complexes des 
aciers au nickel contenant, à côté de ce métal, du car- 
bone, du manganèse et du chrome. 



362 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET MÉCANIQUES 

DBS ACIERS AU NICEXL. 

DIVISION DES ACIERS AU NICKEL 
EN QUELQUES GROUPES PRINCIPAUX. 

Premiers essais de classification. — Une étude métho- 
dique de riufluence des additions progressives de nickel 
sur les propriétés mécaniques des aciers fait bientôt cons- 
tater des anomalies difficilement explicables dans l*igno- 
rance des lois particulières qui régissent ces phéno- 
mènes, d'où la nécessité de grouper les échantillons 
ayant des propriétés analogues, de manière à mettre ces 
lois en évidence. La classification admise à Imphy en 1895 
distinguait trois catégories d'aciers au nickel (*): 

1*" Aciers à teneurs en nickel comprises entre 2 et 
5 p, 100. — L'addition du nickel relève la limite d'élasti- 
cité et augmente la résistance à la rupture. Cqs aciers 
se forgent et se laminent bien, et se travaillent à froid 
aux machines-outils. 

2° Aciers à teneurs en nickel comprises entre 10 et 
20 p. 1(X). — Ces aciers sont très fragiles, surtout après 
trempe. Ils se forgent et se laminent bien; mais on ne 
peut pas les usiner à froid avec les machines-outils. 

3° Aciers à teneurs en nickel comprises entre 20 et 
2ô p, 100. — Ces aciers se font remarquer par une limite 
d'élasticité peu élevée, un allongement à la rupture très 
grand, une absence de fragilité remarquable. Le métal se 
forge et se lamine bien; l'usinage à froid est difficile, 
mais possible. 

Les renseignements dont nous disposons artuellernent 



(*) Voir If mémoire de M. Abraham {Annales des Mines, septembre 18X9, 
p. 24:;). 



A HAUTES TENEURS 363 

ne permettent plus d'admettre cette classification, qui a 
été basée sur un petit nombre de résultats, auxquels un 
caractère trop général a été attribué. 

Influence des éléments autres que le fer et le nickel. — Il 
était difficile de se rendre compte, pendant cette première 
période de recherches, de rinfluence que peuvent avoir, sur 
les propriétés physiques et mécaniques, des modifications 
peu importantes en apparence des teneurs en carbone, 
chromo et manganèse ; or cette influence est parfois très 
considérable. 

Tous les aciers au nickel qui sont fabriqués au four 
Martin ou au creuset contiennent, outre le fer et le 
nickel, du carbone, du silicium, du manganèse, du phos- 
phore et du soufre ; ils contiennent aussi parfois du chrome. 

Le carbone, le phosphore et le soufre sont introduits 
par les matières premières avec le fer. 

On constatera dans la suite que le carb(me est un des 
éléments les plus importants des aciers au nickel; la 
teneur en carbone doit donc être l'objet d'une attention 
toute particuliiTe. 

Le phosphore et le soufre sont, pour les aciers au 
nickel comme pour tous les aciers spéciaux, des éléments 
tr(»s nuisibles, des impuretés, et doivent être soigneuse- 
ment réduits au mininunn par Temploi de matières pre- 
mières très pures. 

Le silicium est introduit généralement dans Tacier 
par son contact avec le creuset ou la sole siliceuse du 
four. Sa teneur dépasse rarement 0,5 p. ITK); il semble 
que Tintluence de ce métalloïde soit, dans ces conditions, 
très peu importante. 

Le mangani^se est indispensable pour donner aux aciers 
au nickel l(»s qualités à chaud nécessaires pour qu'ils 
puissent être forgés ou laminés dans de bonnes condi- 
tions; ce résultat est généralement obtenu lorsque la 



364 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

teneur de ce métal est comprise entre 0,3 et 0,5 p. 100. 
Dans ces conditions, l'influence du manganèse sur les pro- 
priétés mécaniques du métal est minime. Il n'en est pas de 
môme dans le cas des aciers spéciaux au manganèse, dans 
lesquels la teneur en manganèse peut s'élever beaucoup, 
mais en modifiant considérablement les propriétés physiques 
et mécaniques. 

La présence du chromo n'est constatée dans les aciers 
que lorsqu'une addition de chrome a été faite. 

A composition chimique semblable, nous ne faisons pas 
de distinction importante ' entre les aciers préparés au 
four Martin ou au creuset. En fabrication courante, Imphy 
emploie de préférenre le four Martin, plus avantageux 
au point de vue du prix de revient, et c'est exclusive- 
ment par ce mode de fabrication qu'ont été obtenus les 
gros tonnages d'acier au nickel qu'il a livrés. Mais les 
fabrications de faible importance ou d'essai ne peuvent 
guère être réalisées dans des conditions pratiques qu'au 
four à creusets; c'est ainsi qu'ont été préparés presque 
en totalité les échantillons de teneurs diverses qui ont été 
utilisés dans ces recherches. 

Il n'a pas été possible d'obtenir ii Imphy, au four 
Martin ou au creuset, des aciers au nickel composés 
exclusivement de fer et de nickel et possédant les qualités 
à chaud et à froid nécessaires pour le traitement métal- 
lurgique (*). C'est k regretter au point do vue de certaines 
constatations qui auraient été facilitées, car les résultats 
obtenus k l'essai de certains échantillons, à teneurs en 
carbone, silicium et manganèse particulièrement réduites, 
ont accusé dos propriétés physiques notablement diffé- 

(*) C'est, semble-t-il, pour cette raison que la Commission instituée 
par la Société d'Encourapement pour l'Industrie de Berlin, qui avait 
eherehé à réaliser des alliages aussi purs que possible, a obtenu des 
résultats peu utiles pour la métallurgie des aciers au nickel (Voir la 
traduction française de M. Castagnol : Bulletin de la Société d'Encou- 
ragement, février 1877, p. 269). 



A HAUTES TENEURS 365 

rentes de celles dos échantillons qui contiennent ces élé- 
ments en proportions un peu plus élevées. 

Il semble que les alliages ne contenant exclusivement 
que du fer et du nickel aient des propriétés notablement 
différentes de celles des aciers au nickel proprement dits, 
qui contiennent toujours du manganèse et du carbone. 

Nous signalerons en particulier que ral)sence presque 
complète du carbone et du manganèse a eu généralement 
pour conséquence à Imphy, dans les essais de fabrication, 
l'obtention de lingots entièrement organisés en grandes 
aiguilles peu adhérentes entre elles, à tel point que ces 
lingots ne pouvaient supporter l'effort du forgeage et du 
laminag(% et se brisaient au premier choc du traitement 
à chaud. Une légère addition de manganèse gêne cette 
organisation et, les éléments de structure étant plus petits, 
le forgeage et le laminage deviennent facilement réa- 
lisables. ( ette tendance a l'organisation est particulière- 
ment accusée pour les teneurs inférieures à 12 p. 100 de 
nickel. Four les fortes proportions de nickel, i() p. 100 
et plus, une teneur en manganèse de 0,5 p. 100 environ 
est presque indispensable pour faire disparaître les défauts 
locaux nombreux qui peuvent rendre le métal pratique- 
ment inutilisable. 

Ne pouvant être supprimés complètement, les élé- 
ments autres que le fer et le nickel ont été réduits au 
minimum dans certains échantillons, dans lesquels on a 
ainsi éliminé autant que possible Tinfluence de ces élé- 
ments étrangers. 

Composition chimique des principaux échantillons d'aciers 
utilisés dans ces recherches. — Le tableau qui suit donne 
la nomenclature des principaux échantillons d'aciers 
utiHsés dans ces recherches, ainsi que leurs compositions 
chimiques. 

Les analvses sont du laboratoire (flmphv : 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AC NICKEI. 





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368 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Progframme qui sera suivi dans l'exposé des propriétés 
physiques et mécaniques des aciers au nickel. — Les pro- 
priétés physiques et mécaniques des aciers, dont les 
compositions chimiques sont données au tableau I, seront 
étudiées successivement dans des groupes constitués 
comme suit : 

V Aciers au nickel ne contenant pas de chrome, et 
contenant des proportions de carbone et de manganèse 
très réduites ; nous les dénommons : aciers au nickel 
proprement dits; 

2* Aciers au nickel carbures, chromés et manganèses, 
qui se subdivisent en : 

a) Aciers carbures; 

b) Aciers chromés ; 

c) Aciers manganèses. 

Notre exposé s'achèvera par une revue rapide des 
propriétés des aciers ou alliages à proportions de nickel 
très élevées. 



PREMIÈRE PARTIE. 
ACIERS AU NICKEL PROPREMENT DITS. 



PROPRIETES MECANIQUES. 

Choix d'échantillons formant une série d'aciers au nickel 
proprement dits. — Les aciers au nickel, non chromés, 
peu carbures et peu manganèses, du tableau I, forment une 
série à teneurs en nickel croissantes, comprises entre 
6 et 43 p. 100, que nous considérerons comme échantil- 
lons types des aciers au nickel proprement dits. 

Les aciers à teneurs en nickel à 6 p. 100, à très faibles 
proportions de carbone et de manganèse, sont très réfrac- 



A HAUTES TENEURS 369 

taires et, par suite, difficilement obtenus au creuset. 
D'autre part, Imphy n'a pas eu Toccasion de préparer au 
four Martin, où il serait facile de les obtenir, des aciers 
réalisant ces conditions, à teneurs comprises entre 1 et 
5 p. 1(X3 de nickel. Il en résulte une lacune au commen- 
cement de la série, mais elle n'entrave pas les recherches 
dont nous allons rendre compte, puisqu'elles ont pour 
objectif principal les propriétés des aciers au nickel à 
hautes teneurs. 

Cette série d'aciers au nickel proprement dits ne 
comprend que des aciers à teneurs en nickel inférieures 
à 50 p. 100, d'une part p<irce que, dans les aciers ou 
alliages de fer et de nickel contenant plus de 50 p. 100 
de nickel, les particularités révélées par l'étude des 
aciers au nickel à teneurs moindres semblent disparaître, 
de l'autre parce que les applications de ces alliages à 
hautes teneurs seront toujours restreintes, vu leur prix 
de revient élevé. Enfin, ces aciers ou plutôt ces alliages 
se préparent difficilement sans des proportions notables 
de manganèse, ce qui les éloigne dc^s aciers au nickel 
proprement dits. 

Les échantillons de la série ainsi constituée ont été 
soumis à des essais mécaniques, dans les conditions 
d'usage pour les réceptions par les contrôles de l'Etat ou 
des Compagnies de chemins de fer : essais à la traction, 
essais de pliage, essais de choc. 

PropriétéB mécaniques avant et après recuit. — Essais à 
la fraction avant recuit. — Les échantillons ont été 
essayés à la traction au sortir du laminage avant recuit ; 
les résultats obtenus sont inscrits au tableau II : 



370 RBCBBRCHBS BDR LES ACIERS AU NICKEL 




A HAUTES TENEURS 



371 



Tableau II. 



Dt:filC.<<ATIOM 

des 
échantillons 



(") 

(IV) 
(17.' 

r.W,) 

(ô'i> 

(6:<) 
((i7) 
■■71) 
(7Ji) 
(Kll) 



en 
nickel 



C.0() 
8.28 

11. 2H 
l.i.îri 



22 



{•A 
40 
72 
84 
72 
28.82 

.Ti.JiO 
4M. 92 



24 
2'i 
2:. 
27 



RÉ8DLTAT8 OKS ESSAIS A LA THACTIO:< 



LinîteB 

d'élasticité 

par inm'<2 



4J)*,!» 

.*i8 , 8 

87 .7 

88 ,li 
ti»7 ,0 

•>2 ,8 

84 ,0 

(»6 ,.'» 

40 .7 

40 ,0 

32 ,1 

.S:J ,8 

•>•> o 

48 .! 

41» .H 



Résistances 

à 

la rupture 

par mm- 



m ,4 

7.'» , I 

104 ,4 

114 ,:• 

vrA .0 

122 ,0 

H4 ,(i 

108 ,2 

12-2 ,0 

114 ,0 

57 ,8 

:.l ,7 

:.l ,2 

(il) ,0 

«i9 ,5 



Allongements 

p. 100 
à It rupture 



2:^.4 

lîl.8 
20.4 
10.0 
ô.O 
(Î.7 
14.0 
15.0 
22. a 
i:t..') 

I6.:i 
:J4.0 
34.0 
:W.o 
28. « 
23.5 



Strictions 

^'xtoo 



55. H 
55. U 
5.3.7 
13. î» 
<i.O 
16.4 
5:j.O 
57.0 
51 .0 
22.0 
45.0 
55.0 
04.0 
71.0 
55.0 
48.0 



Ces divers résultats ont été réunis dans le diagramme 
fig. 1, dont les abscisses sont les teneurs en nickel, et les 
ordonnées soit les limites d'élasticité et les résistances 
à la rupture par millimètre carré en kilogrammes, .soit 
les allongements à la rupture et les strictions en pour- 
centages. 

L'examen de ce diagramme amène à distinguer, tout 
d'abord, dans les vainations des propriétés mécaniques 
des aciers au nickel, deux périodes, Tune caractérisée 
par des limites d'élasticité élevées, des résistances à la 
rupture considérables et des allongements à la rupture 
faibles, l'autre par des limites d'élasticité peu élevées, 
très inférieures aux résistances à la rupture, et par des 
allongements à la rupture considérables. C'est l'échan- 
tillon (67) de notre série, à 27,72 p. 100 de nickel, qui 
accuse le commencement de la seconde période. 

A ces deux périodes correspondent deux catégories 
d'aciers bien distinctes, la première comprenant des 
aciers à haute limite (Véloaticité et petit allongement à la 



372 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL 

rupture, la seconde des aciers à basse limite d'élasticité 
et grand allongement à la rupture. On voit sur le dia- 
gramme, à la fin de la première période, la limite d'élas- 
ticité et la résistance à la rupture faire une véritable chute, 
tandis (^ue rallongement se relève rapidement ; une trans- 
formation des plus r^)nsidérables se produit dans la 
nature même de Tacier sous Tinlluence des dernières 
augmentations de la teneur en nickel, lorsque cette 
teneur devient voisine de 27 p. 100. 

Cette transformation est mise en évidence non seule- 
ment par l'examen des résultats numériques el du dia- 
granime, mais encore par Texamen des éprouvettes qui 
ont subi Tessai à la traction. L'acier, qui était devenu 
franchement dur, s'est transformé en une sorte d'acier 
doux, son grand allongement et sa limite d'élasticité peu 
élevée lui en donnent l'apparence, quoique sa résistance 
à la rupture reste plus élevée que celle de l'acier doux 
proprement dit. Pour abréger et pour mieux souUgner le 
contraste qui existe entre leurs propriétés, nous aurons 
aussi recours quelquefois, dans la suite de cet exposé, pour 
distinguer ces deux types d'aciers si différents, aux dési- 
gnations acier tlur et acier doux. 

Lorsque la limite d'élasticité est atteinte, l'acier du type 
dur soumis à la traction ne se déforme que dans la région de 
réprouvette où se produit la rupture, la striction ne se 
produit qu'en cette région, mais très forte relativement à ce 
que peut faire prévoir un allongement p. 100 aussi faible. 
Cet allongement provient tout entier d'une petite partie 
delà longueur de l'éprouvette ; c'est pourquoi, rapporté k 
toute la longueur de cette éprouvette, il apparaît peu 
important ; il est cependant considérable dans la région de 
la rupture (*t indicjue une ductiliti* remarquable. 

L'acier du type doux, au contraire, lorsqu'il est soumis à 
la traction, commence à se déformer sous une charge très 
faible, 20 kilogrammes par millimètre carré et même 



A HAUTES TENEURS 373 

moins ; mais il a une tendance à Técrouissage très pro- 
noncée, d'oïl un relèvement rapide de la limite d'élasticité 
partout oii une déformation se produit. Il en résulte que 
la région qui s'est allongée la première cesse bientôt 
de s'allonger pour laisser les autres régions de Téprouvette 
subir à leur tour une déformation qui relève de même 
leur limite d'élasticité. L'éprouvette s'allonge ainsi dans 
toute son étendue, même hors des repères et dans les 
tètes, malgré Taugmentation de la section, car le relève- 
ment de la limite d'élasticité peut être assez grand pour 
comi)enser une importante réduction de section. Des 
déformations se produisent en plusieurs points do l'éprou- 
vette, parfois simultanément, et se déplacent rapidement. 
Ce phénomène est encore beaucoup plus accentué pour 
certains aciers carbures et chromés, non magnétiques, que 
pour les aciers au nickel proprement dits. 

La Umite d'élasticité est basse, elle est même en réalité 
plus basse que ce qui est inscrit aux tableaux, car il 
est difficile de bien saisir le moment précis où commence 
la déformation permanente ; aussi les chiffres donnés pour 
cette limité sont-ils toujours un peu approximatifs. 

L'allongement à la rupture de ces aciers provient do 
Téprouvette tout entière, ce qui explique pourquoi il est 
si considérable, rapporté à la longueur primitive de cette 
éprouvette ; le pourcentage est beaucoup plus grand que 
celui qui correspondrait à l'allongement produit seulement 
dans la région de la rupture ; il n'est donc pas très com- 
parable à l'allongement p. ICHJ k la rupture, tel qu'il est 
relevé pour les aciers à haute limite d'élasticité. 

Par contre, la striction des aciers de ce dernier type 
n'est pas beaucoup plus iaible que celle de l'acier à basse 
limite d'élasticité ; le pourcentage de la striction est loin 
d'augmenter dans la proportion du pourcentage de l'allon- 
gement à la rupture; mais, ainsi que nous venons de le 
signaler, elle est très localisée. On voit que Texamen des 



374 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

chiffres donnés par Fessai à la traction pour ces deux types 
d'aciers ne suffît pas pour donner une idée exacte de 
leurs ductilités relatives. Les conditions de Tessai sont 
à ce point de vue défavorables à Pacier à haute limite 
d'élasticité. 

Nous insisterons particulièrement sur la distinction sui- 
vante : Tacier à basse limite d'élasticité s'écrouit forte- 
ment, tandis que Tacier à haute limite ne s'écrouit pour 
ainsi dire pas. Le premier se comporte à la traction 
comme le laiton, le cuivre, Taluminium et autres alliages 
ou métaux écrouissables, tandis que le second se com- 
porte comme Tacier au carbone demi-dur ou (kir. On voit 
combien s'impose une première division des aciers au nickel 
en deux catégories. 

Dans la première de ces catégories, des variations de 
teneurs assez faibles produisent d'importantes modifica- 
tions des propriétés mécaniques ; ces propriétés subissent 
une véritable transformation lorsque la teneur en nickel 
se rapproche de 27 p. 100, transformation qui est bien 
mise en évidence par le diagramme {fi(j, 1) : 

Jusqu'à l'échantillon (26), à 15,92 p. 100 de nickel, 
la limite d'élasticité et la résistance à la rupture s'élèvent 
rép^uliorement et progressivement, à mesure que la teneur 
augmente; les allongements à la rupture et les strictions 
diminuent parallèlement. 

De l'échantillon (26) à 15,92 p. 100 de nickel à l'échan- 
tillon (36) à 20,52 p. 100, la résistance à la rupture se 
maintient très élevée, di^ même que la limite d'élasticité, 
(jui s'abaisse cependant quelque peu ; la striction augmente 
rapidement. 

De l'échantillon (36) à 20,52 p. 100 jusqu'à l'érhantil- 
lon (67) à 27,72 p. 100 de nickel, la limite d'élasticité 
et la résistance à la rupture font, ainsi que nous l'avons 
(léjii fait remarquer, une chute, pendant que l'allongement 
à la rupture se relève rapidement, et que la striction 



A HAUTES TENEURS 375 

continue à augmenter. La résistance à la rupture rede- 
vient ce qu'elle était à 6 p. 100 de nickol, et la limite 
d'élasticité s'abaisse plus bas encore. 

De réchantillon (67) à 27,72 p. 100 jusqu'à Téchan- 
tillon (83) à 43,02 p. 100 de nickel, catégorie que nous 
avons dénommée aciers à basse limite d'élasticité, les 
variations des propriétés mécaniques prennent une allure 
plus régulière, où s'accuse un relèvement lentement pro- 
gressif de la limite d'élasticité et de la résistance h la 
rupture, accompagné d'une diminution lente de rallonge- 
ment à la rupture et de la striction, à mesure que la teneur 
en nickel augmente. 

On peut donc distinguer, dans la catégorie aciers du 
type à haute limite d'élasticité, trois groupes, parmi les- 
quels le troisième : 20,52 à 27,72 p. lOtJ de nickel, se fait 
remarquer par une variation extrêmement rapide des pro- 
priétés mécaniques, surtout à l'approche du groupe sui- 
vant. Aussi avons-nous eu soin de procéder h des essais 
plus nombreux dans cette région particulièrement intéres- 
sante. 

Un (îxamen attentif des résultats inscrits au tableau 
montre que l'influence des petites variations de teneurs 
(Ml carbone et en manganèse est loin d'être négligeable; 
il y a, sans doute, lieu de leur attribuer en grande partie 
les petits accidents des courbes de notre diagramme. Ainsi 
notamment les échantillons (53) et (63), 24,72 et 25,84 
p. lOO de nickel, très peu carbures et peu manganèses, 
se font n^marquer par leur dureté plus grande que celle 
de l'échantillon précédent (54), 24,40 p. 100 de nickel, 
notablement phis cai'buré et manganèse. On constatera 
plus loin, en étudiant des séries spéciah^s d'aciers au 
nickel carbures et manganèses, que les additions de cai- 
bone et de manganèse adoucissent les aciers au nickel 
lorscjue leurs teneurs sont peu inférieures à 26 p. 100. 

Par contre, la réduction de la proportion de cai'bone et 



376 RECHERCHKS SUR LES ACIERS AU NICKEL 

de manganèse à l'extrême minimum peut durcir beau- 
coup les aciers au nickel de ces mêmes teneurs. On en 
jugera par les résultats obtenus à l'essai k la traction 
avec Tacier (6i) à 26,31 p. 100 de nickel, 0,063 de car- 
bone et 0,077 de manganèse. Nous ne les avons pas 
inscrits dans le tableau II, parce qu'ils ne sont pas d'ac- 
cord avec ceux que donnerait un acier au nickel norma- 
lement carburé et manganèse de même teneur en nickel. 
Ces résultats, obtenus avant recuit, sont : 

Limite d'élasticité 54,8 kilogrammes 

Uésistance à la rupture 05,1 — 

Allongement à la rupture "7,0 p. 100 

Striction ^^ 36,0. 

Nous diviserons les aciers au nickel proprement dits 
en deux grandes catégories : aciers à haute et a basse li- 
mite d'élasticité ; puis en quatre groupes, dont les deux 
premiers, aciers de plus eu plus durs, et le troisième, 
aciers il dureté atténuée, appartiendront à la première caté- 
gorici, tandis que le quatrième comprendra la deuxième 
catégorie tout entière. 

Ces quatre groupes seront délimités comme suit : 

I" groupe. — Teneurs en nickel à 15 p. 100 

2"= — — 15 à 21 — 

3^ — — 21 à 27 — 

4« — — 27 à 50 — 

On verra ces quatre groupes se constituer à nouveau, 
dans la suite de l'exposé de ces recherches, pendant 
l'étude des propriétés autres que les propriétés mécaniques. 

Essais à la traction après recitit, — Les résistances à 
la l'upture et le^s limites d'élasticité sont pour certains 
échantillons très élevées ; il est intéressant d'essayer 
sur ces échantillons l'inlluence du recuit. 

Recuit à haute température, — Les six premiers échan- 



A HAUTES TENEURS 



377 



tilloiis de la série ont été recuits au rougo cerise clair, 
soit à yOO*" environ ; ils ont donné les résultats suivants : 

Taulkai' III. 



bESIO.NATIO.'t 

des 
écbftntilloiiH 



(îli 

(iO) 



TENEURS 

en 
nickel 



6.0(> 
H.2H 

1:^60 



ROCLTA-n DES R8»AIS A LA TRACTION 



LimileH 

d'élasticité 

par mm*' 



46 ,7 

:>« .0 
:>7 ,:< 



Hésistancea 

à 

la rupture 

par mro- 



114 
120 



,0 
,1 
,0 
,0 
," 



AllonfrementH 

p. 10() 
à la rupture 



26..) 
16.0 
11.0 
12.0 
10.:. 



Striction» 

^'xioo 



JiTi.O 
65.0 
4H.0 
41.0 

;w.o 

42.0 



La comparaison do ces résultats avec ceux dont il a 
été déjà rendu compte (tableau II) montre que le recuit 
à 900° abaisse les limites d'élasticité. Mais, s'il réduit les 
résistances à la rupture lorsque la teneur en nickel r(îste 
inférieure à 9 p. 100, il les augmente notablement lorsque* 
la teneur devient plus forte. Ce recuit augmente à toutes 
les teneurs rallongement et la striction. 

Les Aciéries de Saint-Étienne ont exposé, en 189 5-, ii 
Lyon (*), une série très remarquable d'essais a la traction 

(*) Nous extrayons de la notice publiée à l'Exposition de Lyon, par la 
Compagnie des Fonderies, Forges et Aciéries de Sainl-Étienne, le 
tableau de résultats d'essais auxquels nous faisons allusion : 




MAUQUKS 



Al 

A2 
A3 
A'. 
A.*» 
A6 
A7 
A8 
AU 
A 10 



0.10 
O.OH 
0.0!» 
O.OK 
O.OÎI 
0.08 
0.08 
O.OU 
0.09 
0.10 



0.04 
0.04 
0.04 
0.04 
0.04 
0.04 
O.Oi 
0.04 
0.04 
0.04 



2.58 
h. m 
7.:.4 

lO.Oii 
12.42 
1...0ÎI 
17.W) 
lî».Ufi 
22.6:* 

2.'i.irï 



hIsCLTATS IiES EShAlK A LA TRACTIO.N 



ik>n traction 


Limite 


s-*\. 


100 


éJMtique pftr 


S ^ 


72.7 




.{3.7 


71. r. 




41.4 


60.7 




4:>.8 


.()2.0 




;.2.2 


62.3 




86.0 


44.x 




08.4 


btiA 




88.0 


61.0 




8,">.4 


51.0 




77.7 


,Vi.3 




.-|4.4 



ruplure par 



43.0 

.'lO..') 

60.0 

77.0 

100.8 

118.6 

119.1 

11.-1.4 

112.3 

102.4 



Allong^emcDl 

p. 100 moKuré 

sur 100 mm. 



27.9 
2.'). 6 
21.3 
13.7 
10.7 

6.8 
10.4 

9.7 
10.3 
4 



16. 



378 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



d'aciers au nickel très peu carbures et peu manganèses re- 
cuits au rouge cerise mi-clair et refroidis dans le sable. Les 
résultats obtenus à Iniphy concordent avec ceux qui ont 
été obtenus k Saint-Étiennc ; la loi suivant laquelle les 
résultats des essais varient avec la teneur en nickel est 
la même de part et d'autre. La limite d'élasticité s'élève et 
se rapproche de la résistance à la rupture, qui augmente 
très rapidement à mesure que la teneur en nickel aug- 
mente, de à 15 p. ICM) de nickel; cette dernière teneur 
correspond à rallongement à la rupture le plus réduit et 
à la striction la plus faible. La résistance k la rupture se 
maintient élevée jusqu'à 20 p. Ii30 de nickel, tandis que la 
limite d'élasticité commence à s'abaisser et que Tallonge- 
nîent à la rupture et la striction commencent à augmenter. 
De 20 à 25 p. 100, la résistance s'abaisse lentement, la 
limite d'élasticité plus vite, et rallongement à la rupture 
et la stinction augmentent sensiblement. Malheureusement 
la série des Aciéries de Saint-Étionne s'arrête à 25 p. 100 
de nickel, au moment oîi la grande perturbation allait se 
pi-oduire. 

Recuit à basse température, — Les huit premiers 
échantillons de notre série soumis à un recuit au bois 
étincelant, soit il 4(X)" environ, ont donné les résultats sui- 
vants : 

Tahleal: IV. 



IiKSIflNATir^M 


TKMKUII» 


tIfS 


en 


échantillons 


nickel 


i7) 


•i.CM) 


(!•) 


S.-2S 


(!(»■ 


'.» . w: 


.l'i, 


îl.?« 


i17) 


l.t.U) 


i;'ii! 


i:..'.r^> 


i'M't) 


i^KWl 


i'ii 


•.'Mi'i 



RLSULTATM DRU KSAAIK A I.A TKACTION 



Limites 

d i>ltAlirit<^ 

par mm- 



7<i .:» 

7.5 ,ô 

7»; ,v? 

7:. ,s 



, - ^ 



RésistanccN 

à 
la rupture 
par mm'' 



7(1 ,tJ 

7S ,S 

SH ,8 

•••> .0 

S8 ,s 



Alltmgcm<'ntn 

p. tU() 
à la rupture 



iS.O 
îîl.O 
1U.;> 



strictions 



V>.0 
V.'.O 
ti.-{.0 
■.!).0 
.V.J.O 
5'*..j 
(il.O 
(m.O 



A HAUTES TENEURS 



379 



L'effet produit par ce recuit est, pour tous les ariers, 
un abaissement de la limite d'élasticité et de la résis- 
tance à la rupture et une augmentation de l'allongement 
k la rupture. Cet effet est beaucoup moindre que celui 
qui est produit par le recuit à 900** pour les teneurs en 
nickel inférieures à 9 p. 1(X) ; mais il est beaucoup plus 
grand pour les teneurs plus élevées. 

C'est à ce recuit qu'il convient d'avoir recours pour 
adoucir les aciers au nickel de 10 à 22 p. 100. Imphy la 
constaté en 1895, sur un acier à 12,5 p. 100 de nickel (*). 



100 ^ 




15 

Nickel % 

FiG. 2. — Aciers au nickel proprement dits. — Résultais des essais à 
la traction. Eprouvettes prélevées sur des barres laminées et recuites 
à 400'. 



On remarquera que ce recuit perm(?t d'obtenir do ces 



(*) Voir le mémoire de M. Abraham {Annalesdes .W/wes,septembre 1898. 
p. 311). 



380 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

aciers des résultats d'essais à la traction très remarquables ; 
il diminue considérablement la résistance, à la rupture 
sans beaucoup abaisser la limite d'élasticité, qui reste 
très voisine de la résistance. Au contraire, le recuit à 
900° abaisse beaucoup lia limite d'élasticité, et Téloigne 
de la résistance à la rupture, en relevant môme la résis- 
tance k la rupture pour certaines teneurs, ce qui doit le 
faire considérer dans une certaine mesure comme dur- 
cissant. 

Le diagramme fig, 2, qui réunit les résultats du tableau IV, 
fait ressortir la régularité avec laquelle, sous Tiniluenco 
de l'augmentation de la teneur en nickel, la résistance à 
la rupture et la limite d'élasticité se relèvent jus- 
qu'à l'échantillon (26) à 15,92 p. 100 de nickel, et se 
maintiennent ensuito jusqu'à l'échantillon (36) à 40,52 
p. 100, tandis que l'allongement à la ruptm^e diminue et, 
reste faible. Aussitôt après, l'atténuation de la dureté 
commence à se produire; c'est donc bien vers 21 p. 100 
de nickel que commence le troisième des groupes que 
nous avons constitués, celui des aciers du type à haute 
limite d'élasticité, à dureté atténuée. 

Nous aurons à revenir sur l'importante question des 
effets produits par le recuit à diverses températures. 

Essais fi la traction en trams. — Les essais à la trac- 
tion dont il a été rendu compte sont des essais en long. 
Certains aciers à 12 p. 10<J, et même parfois à 5 p. 100 
de nickel, ayant accusé une tendance à prendre une tex- 
ture schisteuse, tellement prononcée qu'elle détruisait 
complètement la ténacité dans le sens perpendiculaire à 
celui du laminage, il était intéressant d'essayer à la trac- 
tion dos éprouvettes découpées dans le sens du travers 
dans des barres laminées. Des éprouvettes des six pre- 
miers écliantillons de la série, recuites à 900°, ont donné 
les résultats ci-après : 



A HAUTES TENEURS 



381 



Table Ai: V. 



niSIOXATlON 


TE?IEl'RA 


des 


CD 


échantillons 


nickel 


(7) 


r..o 


(9) 


8.28 


(10) 


9.0-2 


(14) 


11.28 


<17) 


VA. m 


(2(5) 


15.92 



R^.SrLTATIi ORS RRSAiS A LA TRACTIO.N 



Limites 

d'élasticité 

par mm'i 



40^,2 
46 ,8 
H6 ,5 
101 ,0 
120 ,5 
98 ,9 



Résistances 

à 

la rupture 

par mm- 



(K) ,2 

79 ,8 

108 ,î» 

122 ,0 

llî) ,0 



Allongements 

p. 100 
à la rupture 



28. :i 
25.0 
17.6 
10.7 
9.3 
11.7 



Strictions 



(>5.0 
(51.0 
49.7 
32.2 
Hl.(5 
40.9 



Ces résultats diffèrent peu de ceux qui ont été obtenus 
avec des éprouvettes en long ayant subi le môme recuit ; 
ils démontrent que ces aciers n'ont aucune tendance à la 
schistosité comme les aciers. à 12 p. 100 de nickel, car- 
bures et chromés, des premières fabrications irimphy. 

Essais de pliage statiqtie. — Tous les aciers au nickel, 
quel que soit le groupe auquel ils appartiennent, plient à 
bloc sans se rompre, à Tépaisseur de 10 millimètres. 

Pour les aciers du deuxième groupe les plus durs, il 
convient do recuire à 400° avant de faire le pliage ; dans 
ces conditions, nous avons obtenu le pliage k Idoc sans 
gerçures (réprouveUes de 2r)™" X lO"*"* provenant des 
sept premiers échantillonîj de la série. 

On voit que les aciers au nickel, quoiqu'ils soient, dans 
certaines régions de la série, des aciers à limites d'élas- 
ticité et à résistances à la rupture très élevées, sont 
cependant tous très remarquables par leur ténacité aux 
essais statiques. 

Essais de pliayi* par chocs. — L'essai de pliage j)ar 
choc, prescrit par rartillerio (Atelier de Puteaux), est la 
constatation du nom))re de coups de mouton nécessaire 
pour plier une barrette maintenue en porte-k-faux. Le 
poids du mouton est de 10 kilogrammes ; la hauteur de 
chute, de 0°,50. Il était intéressant d'essayer dans ces 



:tSV HKOHRRCHBS SUR LES ACIERS AD NICKEL 

rv»u^ltlious los aciers au nickel les plus durs, pour lesquels 
U\ IVa^ilitc est particulièrement à redouter. 

AvtH» lies barrettes de 25"" X 10"", le résultat des 
tassais a été le suivant : 

Tableau VI. 



DKBIOTIATIO.f 

des 
échanlilloDS 






(7) 

k 

(31,) 



texelus 

en 
nickel 






H. 28 



xoHBm DE cocra 

de mooton 

nécessaire pour plier 

la barrette à 8lj* 



40 cuups 

40 - 

70 - 

«l — 

70 — 

19;> — (ruptoreàDO") 

2t)0 — 



Essais de choc sur barrettes entaillées. — On voit que 
lossai de pliage par choc accuse, comme les essais à la trac- 
tion, uneimportante augmentation de larésistance à mesure 
que la teneur en nickel augmente. Mais les remarquables 
travaux de M. Frémont sur Tessai au choc ont démontré que 
Teffet produit par des chocs relativement faibles, répétés un 
grand nombre de fois, est loin d'être le même que celui 
d'un seul choc assez violent pour rompre les éprouvottes 
d'un seul coup, quelle que soit leur résistance. On saitque 
Tessai au choc tel ({ue le pratique M. Frémont se fait au 
moyen (Kuii appareil qui enregistre le nombre de kilo- 
grammètres nécessaire pour produire la rupture ; ce 
nombre mesure la fragilité beaucoup mieux que le nombre 
de coups \\i\ mouton. Les essais par chocs répétés se 
rapprochent sans doute trop des essais à l'état statique. 

Les aciers au nickel à haute limite d'élasticité donnent 
des résultats très remarquables aux essais statiques ; 
cependant ils sont plus fragiles que les aciers doux ordi- 
naires de bonne qualité, quoique beaucoup moins fragiles 
que les aciers au carbone de môme dureté; c'est ce que 



A HAUTES TENEURS 383 

démontrent les résultats des essais faits sur nos échantil- 
lons par la méthode de M. Frémont. 

Les résultats obtenus par M. Frémont sont les suivants : 

Table.\u VII. 



DKHIOKATIOM 

des 
écbantilloDH 



(14 6i>) 
(17 biê) 

m) 

(76) 
fSO hi*) 
(S2 hU) 



eo 
nickel 



8.2K 
[\.M\ 
14.00 
20.. V2 

:t0.4'i 
3j.20 
4.rU 



TKAITBMERT8 

tiubis 



non recuit 
non recuit 
recuit à 400* 
recuit à 4(N)- 
recuit à 400" 
non recuit 
recuit * SOO» 
non recuit 
r<>euit à 800* 
non recuit 
recuit à 80i»» 



RÉSULTATS DEH KSHAUI DR <.H0<: 

ftur barrettes entaillées 
de 8 X 10 X :^0 mm. 



kilogrammètres 
24 
22 
16 
21 
8 
38 
'Mi 

40-f arC) 
40 -f X 
30 
2î> 



• *) 40 -f- X kilogrammôlres sig-niRe que l'appareil donnant son choc maximum, 
qui correspond à 'lO kilograromètres, n'a pas rompu la barrette, ce qui n'avait 
encore été obtenu par M. Frémont pour aucun acier et aucun métal. 



Pour faciliter la comparaison de ces résultats avec 
ceux que donnent les aciers ordinaires, nous rappellerons 
qu(» les aciers doux de bonne qualité donnent 25 kilo- 
graramètres, et nous ferons coimaître les résultats obtenus 
avec des aciers au carbone dans des mêmes conditions. 

Imphy a préparé des éprouvettes de trois aciers dont 
nous donnons au tableau VIII la composition chimique. 
Nous inscrivons au tableau VIII his les résultats qu'ils 
ont donné à l'appareil de M. Frémont. 

Table.vu VIII. 



DÉSir.AATiO:* 

de» 
échaitillMS 


(Carbone 




nOMl'OSITION 


CHIMIQIK P. 1(K) 






Silicium 


Phosphore 


Soufre 


Man^aoèsR 


Nickel 


Chrome 


fa) 


0.2»> 

0.:«o 
o.:>oo 


0.2112 
0.232 
(L30i 


0.008 
(1.029 

o.ia*. 


0.0(Î7 
0.030 
(».0«3 


0.508 
0.515 
0.665 


2.44 

M 


O.OIO 

n 



Tome 1, 1902. 



2n 



384 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



Tableau VI II bis. 



DKSIGNATtOM 

des 
échantillons 



(*) 
(c) 



TRAITKMEHTS 

subi» par 
les échaDtillons 



î recuit à 8ô0* 

. trempé à 85<»- 

( et reeuità550* \ 

i recuit à H; »0« j 

' tminpé à H50* i 

{ etrecuità&jO* ( 

i recuit i 8M)« 1 

' trempé à 850* i 

et recuit kh'Hï^ i 



I 



I 



BÉSULTATS 

des essais 

de cboc 

sur barrettes 

entaillées 



kilogram mètres 
3 

12 

3 
10 

2.5 

4 



Il est intéressant de comparer aux résultats des essais 
de choc les résultats donnés par ces aciers à Tessai à la 
traction. Us sont inscrits au tableau VIII ter. 



Tableau VI II ter. 



D^ftKiMATION 

(les 
êchantilloDS 



TRAITCME.ITK 

Kiibi» par les «^haiitillons 



ai 



/'; 



>r) 



, non trempé, non recuit 

( trempé à 85()" et recuit à ;V>(W. . 

j non In-rapé, non recuit 

I trompé à HôO' et recuit à .V)0*. . 

I non trempé, non recuit 

) trempé à H.Vl» d recuit à 5.'»(>*. 



RMULTATM DES KSSAIft A LA TR ACTION 



Limites 
d'élasticité 

par 
mm. carré 



kil. 
Mi 
01 
37 

'il 

SI» 



Kési^tances 

à la rupture 

par 

mm. carré 



kil. 
56 
70 
02 
8.1 
70 
1)4 



Allongrements 

p. 100 
à la rupture 



28 

i:> 

25 
12 
20 
8 



Strictions 

^^xioo 



46 
59 
45 
55 
32 
35 



On voit que les aciers au nickel du type à haute limite 
(rélasticité sont beaucoup moins fragiles (pie les aciers au 
carhonedcMluretés correspondantes, mèmolorsqu'ilsontété 
trempés et recuits, et même lorsqu'ils contiennent 2 p. 100 
de nickel et un peu de chrome, comme Téchantillon (*). 
D'autre part, les aciers au carbone sont très fragiles, 
lorsqu'ils n'ont pas été trempés et recuits à basse tempéra- 



A HAUTES TENEURS 386 

ture ; or la trempe n'a pas sur des pièces de forte section 
la môme action que sur des éprouvettes, ce qui donne un 
grand avantage aux aciers au nickel, puisqu'ils sont durs, 
môme non trempés. Mais, par contre, les résistances au 
choc des aciers au nickel de cette catégorie n'atteignent 
pas celles des aciers doux ordinaires, quoique pour les 
aciers du premier groupe, à 15 p. 100 de nickel, elles 
s'en approchent beaucoup. 

Quant aux aciers au nickel du type à basse limite 
d'élasticité, ils font preuve d'une résistance tout à fait 
exceptionnelle, qui leur donne, au point de vue de la fra- 
gilité, une supériorité incontestable sur tous les alliages 
et métaux connus. 

La distinction des aciers au nickel en aciers des types 
à haute et à basse limite d'élasticité se fait presque mieux, 
si possible, à l'essai au choc qu'à l'essai à la traction. 

Effets de la trempe. — La trempe après chauffage au 
rouge cerise clair durcit peu les aciers du type 
à haute limite d'élasticitt» et adoucit considérablement les 
aciers du type à liasse limite d'élasticité ; elle accuse encore 
nettement le changement de nature qui se produit lorsque 
l'acier passe de la première de ces catégories à la seconde. 

Nous avons jugé peu intéressant d'essayer à la traction 
après trempe les aciers à très haute limite d'élasticité, qui 
deviennent très secs, mais nous avons essayé dans ces 
conditions les aciers au nickel des troisième et quatrième 
groupes. Les résultats obtenus sont les suivants : 



386 



RECHERCHES SUR LES ACIÈRS AtJ StCKEL 

Tableau IX. 



fUCRlO.lATlON 


TI5K0RS 


de» 




échantilloDR 


Dirkel 


m) 


20.52 


('i2) 


22.64 


(:»4) 


24.40 


24.72 


M»3 


25. W 


(ri? 
(71 


27.72 


2K.82 


(7K 


:«).44 


(HO) 


35.00 


(H4) 


43.92 



ntelTLTATH DEH E88AIK A LA TRACTIOR 



Limite» 
d'élasticité 
par mm- 



«U,0 

:i6 ,(i 

35 ,3 

21 ,3 

18 ,4 

21 ,2 

30 .4 

32 ,8 



RéiiBtanc€» 

à 

la roptare 

par mm- 



140^,8 

120 ,0 

123 ,5 

118 .0 

112 ,0 

5:^ ,4 

47 ,0 

49 ,0 

58 ,1 

60 .8 



AIloDfri'nienls 


Strictions 


p. 100 


^xioo 


à la roptufr 


S 


8 


24.0 


15.5 


11.0 


18.4 


45.0 


10.0 


13.0 


12.5 


23.0 


40.0 


57.0 


32.0 


r.5.0 


30.0 


09.0 


31.7 


48.5 


:«.o 


54.0 



La comparaison de ces résultats avec ceux que donne 
le tableau II pour les mêmes échantillons, non trempés et 
non recuits, montre que la trempe durcit les aciers du 
troisième groupe, aciers durs à dureté atténuée, et adou- 
cit beaucoup les aciers du quatrième groupe, aciers à 
basse limite d'élasticité. 

Les Aciéries de Saint-Étienne ont donné parallèlement 
aux résultats d'essais après recuit, que nous avons rap- 
pelés ci-dessus, les résultats d'essais des mêmes échantillons 
soumis à la ti'empe à Teau vive après chauffage au rouge 
cerise mi-clair, et non recuits ultérieurement (*). Ces 

(*) Nous extrayons de la notice, déjà mentionnée ci-dessus, les résul- 
tats «les essais obtenus à Saint-Étienne, sur des échantillons trempés : 







MAUQULfl 










0»r- 


Man- 


Nirkel 




bone 


granene 




Al 


n.lO 


0.0', 


2.48 


A 2 


O.Oli 


OM 


5.03 


A3 


O.M» 


0.0', 


1 ..)« 


A4 


o.ox 


O.O'i 


1(1.06 


A 5 


O.tH.J 


04 


12.42 


A(i 


0.08 


0.04 


15. Oi) 


AT 


0.08 


0.04 


17.60 


A 8 


U.Otl 


0.04 


10. % 


A9 


0.0!» 


0.04 


22.63 


AlO 


0.10 


0.04 


25.15 



HéSULTATK riKfi r«8AlK A LA TBACTIO.f 



r,on traction 



77.11 
02.7 
.■)0.0 
.").") . 7 
."»7 . 7 
.■)0.0 
'.0.8 
',4.:< 
il.O 
30.4 



Limite 

élastique par 

mm. carré 



OM.îl 
110..-I 
110. .S 
114.2 
120.1 
112. ô 
101.0 
80.1 
0.3.» 



r.harjfe de 
rupture par 
nim. carré 



.10.7 
100.3 
12-2.0 
120.5 
124.0 
126.0 
122.8 
120.0 
11."). 7 
112.6 



Allongement 

p. 1(X) mesuré 

sur 100 mm. 



18..-. 

10.-O 
0.0 
O.ô 
0.6 
8.8 
8.3 
7.7 
8.6 

17.5 



A HArTES TENEURS 387 

essais sont relatifs exclusivement à des aciers des trois 
premiers groupes que nous avons constitués, ils montrent, 
comme nos premiers résultats, que la trempe durcit 
quelque peu les aciers à haute limite d'élasticité. 

On peut admettre que la trempe produit sensiblement 
le môme effet que le recuit, c'est-à-dire que l'élévation 
de température qui précède la trempe, mais avec une 
action plus intense, sans doute parce qu'elle est plus 
brutale. Pour les aciers à basse limite d'élasticité, lorsqu'il 
y a lieu d'adoucir, par exemple entre des passes de tré- 
filage, on a généralement recours à la trempe de préfé- 
rence au recuit, parce qu'elle agit immédiatement, tandis 
que le recuit exige du temps pour produire tout S(m effet. 

Ces diverses constataticms démontrent que, différant 
complètement en cela des aciers au carl)one, les aciers 
au nickel se comportent à peu près de même à la trempe 
qu'au recuit. Les phénomènes auxquels donnent lieu ces 
traitements sont essentiellement différents de ceux qui 
sont constatés avec les aciers au carbone. Pour les aciers 
au nickel, l'action dcî la trempe parait être, comme celle 
du recuit, exclusivement d'ordre physique, contrairement 
à ce qui se produit pour la trempe et le recuit des aciers 
au carbone. Dans le cas des aciers au carbone, la répar- 
tition du carbone, c'est-à-dire la composition chhnique, 
est considérablement modifiée par ces traitements ; c'est 
ce qui explique pourquoi l'effet de la trempe est 
immédiatement détruit par un chauffage à une tem- 
pérature assez élevée pour permettre au carbone de 
revenir à l'état (|u'il avait avant la trempe, tandis que 
l'état moléculaire résultant de la trempe est, pour les 
aciers au nickel et particulièrement pour les aciers du 
type à basse limite d'élasticité, tellement stable qu'il 
résiste à des chauffages répétés, et même s'accentue de 
plus en plus si on renouvelle le traitement plusieurs fois. 
Imphy trempe généralement ces aciers deux ou trois fois. 



388 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

L\Hat moléculaire produit par la trempe est même difficile- 
ment détruit par un nouveau laminage à section moindre. 

L'effet produit par la trempe sur ces aciers s'acxuse à 
Tessai à la traction non seulement par rabaissement de 
la limite d'élasticité et de la résistance à la rupture, et 
par l'augmentation de rallongement à la rupture, mais 
encore par l'aspect des éprouvettes après qu'elles ont 
subi la traction. Les cassures des éprouvettes non trempées 
ont généralement un aspect dénommé ^/f/rai-sr, c'est-à-dire 
qu'elles présentent des arrachements en lignes convergeant 
vers le centre, lorsque la section de Téprouvette est cir- 
culaire, tandis qu'après trempe lour aspect est uniforme. 
D'autre part, la surface cylindrique des éprouvettes d'aciers 
qui ont été trempés est rugueuse; son aspect rappelle celui 
d'une peau écailleuse : elle accuse dos arrachements résul- 
tant du grand allongement qui se produit avant la ru[)- 
ture, arrachements qu'on n'observe pas sur les éprou- 
vettc^s d'aciers non trempés. 

On voit que les effets de la trempe mettent encore bien 
nettement en évidence les deux natures différentes des 
deux typ(îs d'acier déjà signalés. La trempe agit sur l'acier 
du premier type à peu près connue sur l'acier ordinaire, 
tandis qu'elle agit sur l'acier du second type à peu près 
comme sur le laiton, le bn)nze ou des métaux tels que 
le cuivre, le nickel, l'or, l'argent, etc.. 

Effets de Técrouissage. — Les aciers du type à ))asse 
limite d'élasticité, ou ceux du type à haute limite d'élas- 
ticité très atténuée, peuvent seuls être étirés à froid à 
la filière. Les aciers ii très haute limite d'élasticité ne 
peuvent guère subir le r(»H'vement de limite d'élasticité 
qui est caractéristique de l'écrouissage, puisque leur 
limite d'élasticité est tri^s voisine de la résistance h 
la rupture. Par conséquent, ils ne s'écrouissent presque 
pas. Nous l'avons déjà constaté en faisant l'examen des 



A HAUTES TENEURS 



389 



éprouvettes rompues à la traclioii; oi nmis avons signalé 
en mémo temps les aciers au nickel du type à très 
basse limite d'élasticité comme particulièrement écrouis- 
sables. Cette propriété donne lieu à des constatations 
intéressantes. 

Les effets de Técrouissage produit par Tétirage d'une 
barre à la filière s'accusent comme suit à l'essai à la 
traction pour Téchantillon (07) à 27,72 p. 100 de nickel. 



Avant étirage. 
Après étirage. 



LIVITK 

d'éiaaticité 

par 
mm. carré 


RéHISTANCK 

à la rupture 

par 
mm. carré 


ALLO.IOKME.'VT 

p. 100 

à la 

rupture 


kil. 
32,1 
112,1 


kil. 

:i7,K 

92,1 


34,0 
11,7 



STRICTION 

^—^xioo 



r)5,o 

G3,5 



Le relèvement de la limite d'élasticité et la diminution 
de rallongement à la rupture, qui sont les conséquences 
de la déformation k froid par étirage, se produisent 
aussi, quelle que soit la cause de cette déformation : 
compression, traction, forgeage par martelage ou à la 
presse, laminage, etc. Par ces traitements, la limite 
d'élasticité peut être élevée jusqu'à atteindre celle des 
aciers à haute limite d'élasticité et même à la dépasser 
en certains points. La constatation suivante le démontre : 
la résistance opposée à l'étirage à la filière par une barre 
à section carrée de 45 millimètres de côté, qui avait subi 
une première passe diminuant sa section de 1 millimètre 
environ, est devenue, à la seconde passe de même impor- 
tance, assez grande pour faire rompre les quatre boulons de 
30 millimètres de diamètre au moyen desquels s'exerçait 
l'effort de traction. La dureté était devenue à la sur- 
face semblable à celle des aciers au carbone trempés les 
plus durs. 

La déformation à froid a pour conséquence, pour ces 



390 KEOIIERCHES SUR LES ACIERS AU NICKHIL 

mômos aciers, comme pour tous les métaux et alliages 
écrouissables, la production de tensions intérieures ; mais 
elles peuvent prendre une intensité extraordinaire. Elles 
se révèlent notamment au rabotage des barres écrouies ; 
chaque enlèvement d'un copeau sur une face modifie les 
conditions de l'équilibre moléculaire, et cet équilibre se 
rétablit par un cintrage de la barre. Imphy a eu Toccasion 
(le faire le rabotage d'une barre carrée de 40 millimètres 
écrouie; elle se cintrait à chaque passe de Toutil avec 
une intensité telle qu'elle ne pouvait que très difficilement 
être maintenue sur la raboteuse. 

Ces tensions intérieures peuvent, par remploi d'un 
moyen de forgeage puissant, devenir assez fortes pour 
faire éclater le métal aux points les plus déformés, 
c'est-à-dire produire de véritables tapures, semblables à 
celles qui se produisent dans les aciers au carbone forte- 
ment trempés. Imphy a constaté ce i)hénomène en 
forgeant à froid à la presse à forger, sans recuits inter- 
médiaires, un carré de 35 millimètres en carré de 25 mil- 
limètres. 

Un recuit à 800°, d'une durée d'une heure environ, fait 
complètement disparaître ces tensions, et l'augmentation 
de la dureté disparaît en môme temps. Il résulte morne 
de la déformation à froid combinée avec le recuit un 
adoucissement plus grand que celui qui est causé par le 
recuit seul. L'expérience suivante le démontre : 

Deux morceaux prélevés dans une barre de carré do 
35 niillimètros de côté ont été transformés en carré de 
25 millimètres, le premier par un forgeage à chaud dans 
les conditions ordinaires du forgeage, le second par un 
forgeage à froid à la presse qui a été fait en quatre passes 
avec recuits intermédiaires au rouge cerise; ces (juatre 
passes ont été reconnues nécessaires, le forgeage sans 
recuit intermédiaire faisant éclater le métal. Les deux 
carrés de 25 millimètres ainsi obtenus ont été recuits 



A HAUTES TENEURS 



391 



ensemble au rougo coriso clair et refroidis lentement. 
Ils ont donne les résultats qui suivent à lessai à la 
traction : 



!•' barreau 
t*' barreau 



LIMITE 

d'cla«Ucité 

par 
mni. carré 



kil. 
:i:> à 40 



RÉSISTAUCK 

à la rupture 

par 
mm. carré 



kil. 
79,5 



ALLO.XOBME.NT 
p. 100 

à la 
rupture 



;i 

47 



8TRICTI0II 

S— s 
S 






On peut en conclure que la déformation à froid suivie 
(l\m recuit est un moyen puissant d'adoucissement des 
aciers au nickel du ty})e à basse limite d'élasticité. 

La trempe produit cet effet sur les aciers de ce type, 
même si elle n'est pas suivie d'un recuit. Elle ne doit 
cependant pas être assimilée complètement au recuit, car 
elle produit des tensions intérieures beaucoup moins 
intenses, il est vrai, que celles de la déformation à froid, 
mais assez fortes pour se révéler nettement au rabotage 
d'une barre longue. Le recuit fait disparaître ces tensions. 

On voit qu'il est possible de transformer en aciers au 
nickel durs les aciers à limite d'élasticité peu élevée, que 
nous avons dénommés parfois, pour abréger, aciers du type 
doux. Mais, tandis que les aciers à limite d'élasticité 
élevée, ou aciers du t\7)e dur, restent durs après recuit, 
c'est-à-dire après disparition des tensions intérieures 
irrégulièrement distribuées, comme celles que produit la 
trempe dans les aciers au carbone, les aciers à basse 
limite d'élasticité du type doux ne deviennent durs qu'avec 
existence de tensions intérieures très intenses, et même 
d'autant plus intenses que le durcissement a été plus grand. 

Comme la trempe, lorsqu'elle produit le durcissement 
des aciers au carbone, l'écrouissage agit surtout sur les 
couches superficielles; il est, par conséquent, peu propre 



392 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

à produire un grand durcisscniont pour les pièces ayant 
quelque épaisseur. En outre, l'existence iles tensions in- 
t('»rieures favorise la fragilité ; cependant nous avons cons- 
taté que ces aciers restent peu fragiles, môme après une 
déformation permanente qui a relevé notablement leur 
limite d'élasticité. Ainsi Tessai au choc sur barrettes en- 
taillées de M. Frémont a donné plus de 40 kilogrammètres 
avec un acier au nickel du type à basse limite d'élasticité, 
qui avait subi une importante déformation à froid par 
compression. 

Ces constatations démontrent à nouveau que les pro- 
priétés mécaniques des aciers du type à basse limite 
d'élasticité ont beaucoup d'analogie avec celles des divers 
alliages ou métaux écrouissables ; ils peuvent exister, 
comme le laiton (*), par exemple, à une infinité d'états 
intermédiaires entre l'état doux et l'état dur, ces deux états 
extrêmes se caractérisant (*omme suit : 

Étal doux. — Il 8'ol)tient par le recuit à 8(K)° ou 90<> 
ou par la trempe à cette même température, suivie ou non 
d'un recuit, ou encore par Técrouissage suivi d'un recuit. 
Le recuit, lorsqu'il est suffisamment prolongé, fait dispa- 
raître les tensions intérieures, ce que ne produit pas la 
trempe. Seul 1(^ recuit ne parait pas adoucûr autant que 
lorsqu'il a été précédé d'une trempe ou d'un écrouissage. 

Etat dur, — 11 s'obtient par un écrouissage intense. 
La dureté est locale, et peut, par consé(iuent, être bien 
diff'érente d'une pièce à l'autre du même acier, ou d'une 
région à Tautre de la môme pièce. Elle est toujours 



(*,» M. le commaïKlant Pralon, dans un niéiiioire Sur les Essais à la 
traction des cuivres et laitons (extrait de la Revue ti Artillerie, avril- 
juin 1.S98), rend compte (p. IV) d'essais à la traction d'une série 
d'éprouvettes de laiton soumises à des écrouissages de plus en plus 
inl^nses. On voit la résistance à la rupture et l'allonfjrement à la rupture 
p. 100 passer progressivement de 30 kilogrammes par millimètre carré 
et r>2,5 p. 100 à 64 kilogrammes par millimétré carré et 2 p. iOO. 



A HAITKS TENEURS 393 

accompafrnoe (1«* tciisicms inlrnoures intenses ijui tendent 
à rendre Taci^T fragile. 

Ces constatations permettent de donner Texplieation 
d'une anomalie apparente, la résistance à Tusinage à 
froid plus grande pour Tacier du type doux que pour 
Vacier du type dur. Nous admettons que la déformation 
produite par Toutil a pour conséquence un relèvement 
très considérable de la limite d'élasticité par écrouissage, 
et, par suite, une dureté très grande de la région en 
contact avec Toutil. Ce durcissement local peut élever 
la limite d'élasticité dans cette région plus haut que celle 
des aciers les plus durs du type à haute limite d'élasti- 
cité. 

Ces observations confirment Texistence de deux types 
d'aciers de propriétés mécaniques bien différentes, types 
dont l'existence est déjà accusée parTaction de la trempe 
et démontrée par les résultats des essais à la traction, à 
la compression, au pliage et au choc. 

Effets du corroyage à chaud. — 11 est bon de faire 
remarquer que tous les essais dont nous avons rendu 
compte sont relatifs à des aci(TS laminés, et non à des 
aciers coulés. L*acier au nickel se figeant rapidement à 
la coulée, on abreuve difficilement les pièces moulées 
avec cet acier ; cependant l'emploi de Tacier au nickel 
sous cette forme est loin d'avoir été Tobjet de tentatives 
suffisantes. 

L'état moléculaire l'ésultant du forgeage ou du lami- 
nage parait être un état particulier sur lequel la tem- 
pérature à laquelle (*st achevé le laminage a une grande 
influence, notamment lorsque facier est laminé en tôles 
minces. M. le chef d'escadron Mengin, chef de Tatelierde 
précision de la section technique à Saint-lTicmias-d'Aquin, 
a attiré notre attention sur les résultats très remarquables 
qu'il a obtenus à l'essai à la traction avec des tôles de 



394 RECIIERC^IIES SIR LP:S ACIERS AU NICKEL 

3 iuillim(»ti*es (répaissour d'acier à 17 p. MM) de nickel 
qirlniphy lui a livrt^es. La résistance à la rupture a atteint 
170 kilogrammes par millimètre carre avec 16 p. KX) 
d'allongement à la rupture. Cette qualité remarquable 
était due au corroyage à température relativement basse. 
Les aciers au nickel paraissent très sensibles à cette 
sorte d'écrouissage à chaud. 

TRANSFORMATIONS ALLOTROPIQUES 

Etats allotropiques différents des aciers à haute et basse 
limite d'élasticité. — Les variations des propriétés méca- 
niques des aciers au nickel, qui se produisent lorsqu'on 
fait varier leur teneur en nickel, sont une des mani- 
festations d'un phénomène des plus remarquables, la 
tmnsformalioîi allotropique ^ qui s'opère sous rinlluence 
des variations de la température. 

h état allotropique des aciers au nickel se modifie 
lorsqu'ils sont portés successivement à des températures 
assez élevées et assez basses pour que leur point de 
trans formation soit compris entre ces doux températures. 
Le point de transformation est la température k laquelle 
la transformation commence à se produire sous l'intluence 
du refroidissement, ou cesse de se produire sous l'inlluence 
de réchauffement. 

La position du point de transfonnation varie sur 
l'échelle des températures avec la teneur en nickel ; elle 
s'abaisse à mesure que cette teneur augmente. C'est 
pourquoi l'état allotropique des aciers au nick(d de 
teneurs diverses est différent, suivant que la tempéra- 
ture à laquelle il est constaté est inférieure ou suj)éneure 
à celle du point de transformation. 

Nous avons rendu compte d'essais mécaniques qui ont 
été effectués à la températui'o de -H ixf envii^on, tempe- 



A HAUTES TENEURS 395 

rature ordinaire do notre climat du Centre de la France : 
c'est dans le voisinage de cette température qu'est situé 
le point de transformation au refroidissement des aciers 
dont la teneur en nickel, 27 p. 100, est signalée comme 
passage du type à haute limite d'élasticité au type à 
basse limite. 

Dans les régions arctiques, ce passage se ferait à une 
teneur en nickel plus élevée, et dans les régions équato- 
riales il se ferait k une teneur plus basse. 

Les deux expériences suivantes, entre autres, montrent 
comment la transformation allotropique se manifeste par 
d'importantes modifications des propriétés mécaniques. 

L'une de ces expériences est due à M. Osmond (*) : 
des barrettes d'acier au nickel du type doux sont placées 
entre les mâchoires garnies d'amiante d'un étau, et sont 
refroidies dans un bain réfrigérant : il suffit de tàter 
l'acier à la lime pour constater que la transformation 
allotropique est accompagnée d'une grande augmenta- 
tion de la dureté. 

L'autre expérience a été imaginée par M. Ch.-Ed. Guil- 
laume; elle s'applique aux aciers du type à haute limiie 
d'élasticité et se réalise facilement avec les aciers dont 
la teneur est comprise entre 15 et 25 p. 1(X) de nickel. 
Nous l'avons reproduite à Imphy avec un acier à 
16 p. 100 de nickel. 

Cett(» expérience consiste à soumettre k l'opération (hi 
tournage, sur un lour ordinaire, un échantillon, qui a été 
chauff'é k une température de 7W° environ, et a été mis 
sur le tour, avant que sa température se soit abaissée 
au-dessous (le 150°. Dans ces conditions, l'acier kiOp. 100 
de nickel se révèle doux au tournage, et subit facilemc^nt 
des passes «Tout il eu «louuaiit de beaux copeaux. 



i*) t!omptes Henditn de /'.icndéniie des Sciences, t. CXVIll, p. .'»32, 
mars 1894* 



396 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD xVICKEL 

Si OU approche un aimant de cet écliantillou, pendant 
qu'il se laisse ainsi usiner, on constate qu'il n'est pas 
atlirable, non plus que les copeaux qui s'en détachent. 
Par contre, on constate que ces copeaux, qui se refroi- 
dissent rapidement en raison de leur faible épaisseur, 
devi(Minent bientôt magnétiques. 

L'opération du tournage se poursuit ainsi facilement 
pendant quelque temps, et se poursuivrait de même 
encore p(Midant longt<Mni)s si on avait soin do maintenir 
la température de réchantillon au-dessus de 150", par 
exemple en le chauffant au moyen d'une lampe à alcool. 
Mais, si on laisse la température s'abaisser, on eiitend 
bientôt un grincement produit par l'outil, qui devient, 
rapidement très fort; les copeaux deviennent cassants, le 
tournage lie se fait plus dans de bonnes conditions, et ne 
peut phis être continué avec la même rapidité. L'acier 
est devenu dur et s(hî ; (»n appi'ochant l'aimant, on cons- 
tate (ju'il est dcn^enu maglléti(jU(^ 

Le passage? de l'état doux ou non magnétiques à l'état 
dnv ou maguéli(iue s'est fait vers ir)0", si hi ten<nn- 
en nickel de l'écliantillon est <le 1() p. KXK 

L'apparition ou la disparition du magnétisme coïn- 
cide j)our les aciers au nickel avec des modifications pro- 
fondes de leurs propriétés mécani(iues ; c'est ce qui 
explique comment l(*s métallurgistc^s ont été amenés à 
compr(?ndre dans leui-s recherclies la détermination des 
points de /ransformation tnagnétique^ c'est-à-dire des 
points de l'échelle dc^s températures où le magnétisme 
apparaît au rofroidisscment <*t disparaît à réchauffement. 
Vax eflVt, la variation de l'état magnétique est beaucoup 
plus facile h constater (pie celle des propriéti's méca- 
niques. 

Travaux antérieurs. — La première pubHcation rela- 
tive à ces transformations allotropiques est due à J. Hop- 



. HALT8S TBNBI:RS 



397 



kinson; il a fait connaître, en décembre 1889 ("), les 
propriétés très i-emarquables d'un échantillon d'acier an 
nickel à 25 p. 100 préparé par M. J. Riley dans les usines 
(le la Société « Steel of Scotland », àGIasgow.Cet acier, 
non magnélique à la température ordinaire, devenait 
magnétique lorsque la température s'abaissait un peu au- 
dessous do 0°, et très magnétique àla température de — 51', 
Kn revenant à la temi)érature ordinaire, il restait magné- 
tique et ne cessait de l'ôtre qu'à 580". Cet acier pouvait 
donc exister entre la température ordinaire et 580° à 
deux états ; l'état non magnétique et l'état magnétique. 
ha. fig. 3 résume les constatations de .1. Hopkinson. 



iPSP 


-— H- 




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1 — ^ 


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1 — 1 


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lempcraiuro 
f\n. 3. — E\]>CrieDi-e9 de J, Hopkinson. 

Dans une comniunî<-ation de janvier ISiXJ, J, Hopkinson 
faisait connaître qu'à ces deux états correspondent des 
l'ésistances électriques différentes, et des propriétés méca- 
niques différentes réc)iantillon magnétique a^ant la résis- 
tance à la rupture la plus élevée et l'allongement à la 
rupture le plus faible. 

A la même époque, M. II. Le Cliâtelier('*) arrivait à 
la même conclusiim par l'étude des résistances électrique», 

M. Osuioud ("'] déterminant, pour plusiourc échantillons 



{*) Communicution, tlii 2 ilécembre tM*9. à la SociÉlé royftio ^tc 
Lundrcs. 
(") Com/'les Heiidus, t. CX, p. 2S3, 10 fitvrier I8U0. 
(•8*) CompUi Bendas, t. CSVIII. p. 532. mari 1891. 



39B RECHERCHES StJR LES ACIBRS AU NICKEL 

d'aciers au nickel de teneurs diverses, préparés par 
M. R.-A. Hadfield, la position des points de transfor- 
mation qui se manifestent pendant le refroidissement, a 
constaté que la transformation subie vers 0"* par les aciers 
au nickel à 25 p. IWde nickel, découverte piu* MM. Hop- 
kinson et H. Le Châtelier, n'est qu'un cas particulier 
d'une loi plus générale : les points de transformation des 
aciers au nickel s'abaissent à mesure que la teneur en 
nickel s'élève jusqu'à atteindre une température inférieure 
à 0°, ainsi que l'avaient déjà constaté MM. J. Hopkinson 
et H. Le Châtelier. 

M. Osmond signale aussi dans la même note qu'un 
échantillon à 20,07 p. 100 de nickel, presque non magné- 
tique à la température ordinaire, le devient notablement, 
mais seulement d'une manière temporaire, à — 70**. Un 
échantillon à 49,65 p. KX) de nickel est magnétique à la 
température ordinaire. 

M. Ch.-Ed. Guillaume, étudiant une série d'aciers au 
nickel préparée par Imphy à son intention, a déterminé les 
points de transformation au refroidissement et à réchauf- 
fement d'un grand nombre d'échantillons de teneurs 
comprises entre et 45 p. 100 de nickel. 

Il a étabh définitivement que les points do transfor- 
mation des aciers au nickel s'abaissent progressivement 
à mesure que la teneur en nickel s'élève, mais seulement 
jusqu'à 25 p. U)i) environ; au delà, les points de trans- 
formation se relovent. Mais la transformation change de 
nature ; après avoir été irréversible, elle devient réver- 
sible. De à 25 p. 100, à mesure que la teneur en nickel 
s'élève, le point de transformation au refroidissement 
s'abaisse beaucoup plus rapidement que le point de trans- 
formation à réchauffement, de telle sorte que ces doux 
points s'écartent de phis en plus l'un de l'autre. On voit 
ainsi s'augmenter de plus en plus l'étendue de la région 
de l'échelle des températures pendant laquelle l'acier peut 



A HAUTES TENEURS 399 

exister à deux états allotropiques différents, comme Tout 
signalé J. Hoffkinson et M. H. Le Châtelier pour Tacier à 
25 p. KX) de nickel. Lorsque la teneur en nickel dépasse 
25 p. IW, la transformation allotropique de\ient brus- 
quement réversible d'une manière presque absolue. 

Les études de M. Guillaume sur diverses propriétés 
physiques des aciers au nickel, telles que la dilatation, la 
densité, Tout, aussi bien que ses études spéciales des 
propriétés magnétiques, amené à considérer comme fon- 
damentale la division des aciers au nickel en deux groupes, 
les irréversibles et les réversibles, c'est-à-dire ceux qui 
accusent la transformation irréversible et ceux qui 
accusent la transformation réversible. On remarquera 
que cette distinction fondamentale est précisément celle 
qui ressort de notre étude des propriétés mécaniques d'une 
série d'aciers au nickel à teneurs croissantes. Les aciers 
à haute limite d'élasticité et haute résistance à la rupture 
sont- les irréversibles, et les aciers à basse limite d'élas- 
ticité et grands allongements les réversibles. On voit 
quelle est, pour le métallurgiste, Timportance de l'étude 
des transformations allotropiques, et notamment celle de 
la transformation irréversible. Nous aurons à revenir sur 
les travaux de M. Guillaume relatifs aux conditions dans 
lesquelles se fait cette transformation irréversible. 

M. Osmond a formé une série complète d'aciers au 
nickel de teneurs variant do Oà 100 p. 100, en réunissant 
aux échantillons préparés par M. Hadfield, et déjà étudiés 
par lui, une partie de ceux que nous avons préparés 
nous-mêmes à Imphv pour les études de M. Guillaume, 
et d'aiitres échantilbms à teneurs en nickel supérieures 
à 5^) p. KK) préparés à Denain par M. Werth. Il a déter- 
miné leurs points de transformation ii réchauffement et 
au refroidissement (*). 

(*) Comptes Rendus, t. CXXVlll, p. 306, janvier 1899. 

Tome I, 1902. 26 



400 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEI, 

Cette étude, qui réunit tous les travaux antérieurs, a 
été résumée par M. Osmond dans un diagramme que nous 
reproduisons ci-après (^y. 4). 




KiQ. 4. — Expériences de M. Osmond. 

Ce diagramme met très clairement en évidence 
l'abaissement des points de transformation du fer sous 
l'influence des additions de nickel, et la transformation 
allotropique irréversible de plus en plus accentuée, k 
mercure que la teneur en nickel augmente. Au-delà de 
2ô p. 100, la transformation allotropique devient réver- 
sible. 

D'autre part, le fer additionné au nickel relève rapide- 
ment les points de transformation du nickel jusqu'à ce 
que la teneur en nickel soit réduite à 70 p. 100 ; après 
quoi les points de transformation s'abaissent pour 
atteindre 0" environ lorsque la teneur en nickel se réduit 
à :i(i p. loO. 



A HAUTES TENEURS 401 



RECHERCHES NOUVELLES 



Aciers subissant concurremment les transformations 
irréversible et réversible. — Les travaux que nous venons 
de résumer établissent que les aciers au nickel doivent 
être divisés en deux catégories, suivant que leurs teneurs 
en nickel sont inférieures ou supérieures à 26 p. 100, 
division qui s'impose non seulement parce que les pro- 
priétés mécaniques de c^s aciers se modifient lorsque 
leur teneur franchit cette limite, mais encore parce qu'il 
en est de même pour la plupart de leurs propriétés phy- 
siques. 

Mais pourquoi rabaissement du point de transformation 
au refroidissement, qui rend non magnétiques vers 0° les 
aciers dont la teneur en nickel atteint 26 p. 100, est-il 
suivi d'un relèvement immédiat du point de transfor- 
mation au-delà de 26 p. 1(X), avec modification des condi- 
tions de la transformation allotropique, qui d'irréversible 
devient réversible ? C/est ce que nous avons cherché 
à élucider. 

Nous avons été mis sur la voie par une constatation 
que nous avons eu l'occasion de faire en procédant à des 
réfrigérations dans Tair liquide au laboratoire de M, d'Ar- 
sonval, à qui nous devons d'avoir pu abaisser la tempéra- 
ture dans nos expériences de refroidissement jusqu'à 
— 188", ce dont nous lui exprimons notre vive gratitude. 
Un échantillon à 27,72 p. 100 de nickel a présenté cette 
particularité d'être successivement : à peu près non ma- 
gnétique à la température ordinaire, magnétique réversible 
dans la neige carbonique, et niagnétique irréversible dans 
l'air liquide. Nous avons signalé ce fait dans une commu- 
nication à l'Académie dos Sciences en juin 1899 f*j. 

(*) Comptes Rendus, t. CXXiX, p. 42. 



402 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

D'autre part, nous avons remarqué que MM. Dewar et 
Fleming (*), et après eux M. Osmond(**), ayant immergé 
dans Tair liquide un acier à 29,07 p. 100 de nickel, ont 
constaté qu'il subissait la transformation irréversible. 
Or, cet échantillon avait été signalé antérieurement par 
M. Osmond (***) comme subissant la transformation 
réversible à basse température. 

Il fallait en conclure que certains aciers, ayant une 
teneur en nickel supérieure à 26 p. 100, et appartenant 
par toutes leurs propriétés à la catégorie des aciers 
réversibles, deviennent cependant des aciers irréversibles 
lorsqu'ils sont soumis à un refroidissement suffisamment 
intense. C'est ce qui a attiré notre attention sur Tintérét 
particulier que présente la recherche dos positions des 
points de transformation allotropique des aciers au nickel 
dont les teneurs en nickel sont voisines de 20 p. 100, 
teneur considérée jusque-là comme la limite qui sépare 
les aciers réversibles dos irréversibles. Nous avons déter- 
miné les points de transformation magnétique d'une série 
d'échantillons, encadrant la teneur de 26 p. 100, assez 
nombreux pour permettre d'élucider dans quelles condi- 
tions se fait le passage de la transf(»rmation irréversibhî 
à la transformation réversible. 

Procédés employés pour les déterminations de points de 
transformation allotropique. — L'apparition et la disparition 
du magnétisme se constatent facilement, lorsqu'elles se 
produisent à une température peu éloignée de la tempé- 
rature ordinaire, au moyen d'un aimant mis cm contact 
avec l'échantillon porté dans un l)ain d'eau ou d'huile à 
une température déterminée qui peut être facilement 
constatée avec un thermomètre. Quelques tâlonneinenls 

(♦) Proc. Roy. Soc, t. LX, 1896. 

(*♦) Comptes Rendus, t. CXXVIII, p. 131)6. 

(♦**) Comptes Rendus, t. CXVlll, p. 632, mars 1894. 



A HAUTES TENEURS 403 

ont permis, en employant ce procédé simple, d'obtenir, 
avec une précision suffisante pour ces recherches, les 
points de transformation compris entre 0** et 200°. 

Pour abaisser la température au-dessous de 0"*, et 
jusqu'à — 78°, Imphy a employé un bain d'éther refroidi 
par la neige carbonique, l'état magnétique dos échantil- 
lons étant toujours constaté par leur contact avec un ai- 
mant. La position des points de transformation a ainsi pu 
être établie à une dizaine de degrés près, ce qui est gé- 
néralement suffisant. 

Entre — 78 et — 188°, les réfrigérations ont été faites 
par M. d'Arsonval, dans son laboratoire, en immergeant 
les échantillons dans Tair liquide. Ce mode de réfrigéra- 
tion intense a permis de produire la transformation des 
aciers qui ne sont pas transformés par la neige carbo- 
nique, et en même temps de constater que leur transfor- 
mation se produit à une température comprise entre — 78 
et — 188°. Dans certains cas, le séjour dans Tair liquide 
a dû, pour produire la transformation, être plus prolongé 
que dans d'autres cas : nous en avons conclu que la 
transformation se produisait alors aune température plus 
basse, c'est-à-dire plus rapprochée de — 188°. 

Pour la détermination des points de transformation 
situés au-dessus de 20<J°, nous avons eu recours à la 
méthode employée notamment par M. Osmond et par 
M"' Curie. Nous avons adopté, en le modifiant quelque 
peu, l'appareil décrit par M"* Curie dans son mémoire 
cldiS^ique Sur les propriétés magtiPiiques des aciers tretn- 
jjés (*), appareil qui est une modification du four chauffé 
électriquement do M. Charpy. 

L'installation d'Imphy se compose d'un tube en porce- 
laine vernissée intérieurement, de 0°*,55 de longueur 
et 85 millimètres do diamètre oxt^'îrieur. Il est entouré 



(*) Bulletin de la Société W Encourayemenl, 1898, t. III, p. 36. 



404 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

(rune spire en fil d'acier au nickel NC-4(*) (riniphy, de 2 mil- 
limètres de diamètre, d' une longueur totale de 7 mètres, 
formant un solénoïde de 64 spires. L'acier au nickel NC-4 
a sur lo platine Tavantage de son prix beaucoup moindre, 
et sur le nickel pur, que nous avons aussi employé, con- 
formément aux indications de M"** Curie, Tavaiitage de 
n'être pas magnétique, et d'avoir beaucoup jdus de résis- 
tivité électrique. Sa valeur moindre est aussi à considércT, 
car le maintien prolongé d'une liante température détruit 
la cohésion du nickel aussi bien d'ailleurs que de Tacier 
au nickel, d'où des ruptures du fil qui obligent à changer 
de temps eu temps la spire. 

Cette spire reçoit un courant électrique qui produit le 
chauff*age du tube et aimante le barreau placé dans le 
tube. 

Pour le chauff*age, le tube entouré de la spire est dis- 
posé dans la rainure d'une boîte en cuivre remplie 
d'amiante, recouverte d'une feuille de carton d'amiante, 

* 

ce qui permet de retirer facilement le tube et de TexpostM* 
à l'air, lorsqu'on détermine le point de transformation au 
refroidissement. Pendant le chauffage, le tube est soi- 
gneusement recouvert avec de l'amiante, et les deux 
extrémités sont fermées par des tampons d'amiante. 

Le tube muni de la spire et la boîte en cuivre sont re- 
présentés fig. 5. 

Une petite aiguille aimantée, montée sur pivot, est 
placée à cùté du four, qui est orienté parallèlement à la 
dire(*tion que prend cette aiguille sous l'action du champ 
terrestre. 

L'échaiitillon est introduit dans le tube sous forme de 
deux petites barrettes de 10°*°* X8°*°* X 2r)()'"'" (aviron, 
entre lesquelles est placée la boucle d'un couple d(^ pyro- 



(*) La composition chimique de Tacier NC-4 seni donnée ultérieu- 
rement. 



A HAUTES TENEURS 405 

mètre Le Châtelier ; elles sont liées ensemble au moyen 
de fils de cuivre ou de fibres d'amiante. On connaît ainsi 
la température à laquelle est porté Téchantillon beau- 

'^. > - 5&!/a. ^. > ; 




^-r 






--' 




Fio. 5. — Four ch.iufFé électriquement employé à Imphy pour les 
déterminations de points de transformation. 

coup plus exactement que si la boucle du pyromëtre était 
placée à côté de Téchantillon. 



r 



Ampèremètre. 
IVhcoetat^quide 



Plom"brusiblô* Plomb fusible. 

^ ^înterroptcur bipolaire. 
Barœau essayé f f Pcnorchauffé 

( ^ J èlôctnqacmcirt 

""^Aiguille admantée 

FiG. 6. — Schéma de l'ensemble de Tinstallation du four chauffé 

électriquement. 



La fig. 6 donne le schéma de l'ensemble de Tinstal- 
lation. 

On obtient avec un courant de 10 à 15 volts et rJO am- 



40() KKOIIEBCIIES SUR LES ACIKRS AU NICKEL 

pôn^s aux bornes de la spire réchauffemoiit à 800" en 
vingt minutes. 

Le refroidissement de 800*^ à 50* se fait en trente-cinq 
minutes environ. 

Marche de r expérience, — Si, après avoir placé un 
échantillon dans le tube, on fait passer le courant, on 
observe une déviation do Taiguillo aimantée produite par 
le champ magnétique du solénoïde. Ce champ magnétique 
ne produit qu'une déviation minime de Taiguille lorstjue 
le tubo ne contient pas de barreau ou lorsque Téchantil- 
lou n'est pas magnétique, il est considérablement ren- 
forcé lorsque Téchantillon est magnétique ; Taiguille placée 
eu face d'un des pôles du barreau dévie de plus en plus et 
s'oriente à angle droit du champ terrestre, c'ost-à-diro 
du four auquel ce champ est parallèle, lorsque Téchan- 
tillon est nettement magnétique. 

Cet appareil permettant de constater l'état magnétique 
d'un échantillon à toute température comprise entre 20(.)° 
et LIOO**,. ou môme 1.200*, on a pu observer comment se 
produit, dans ces limites de température, la transforma- 
tion magnétique des aciers au nickel, soit à réchauffe- 
ment, soit au refroidissement. Il suffît en effet de noter la 
température à laquelle une déviation de l'aiguille com- 
mence à se produire pour connaître la position d'un point 
de transformation, c'est-à-dire, suivant la définition de 
M. Osmond, le point de l'échelle des températures où 
le magnétisme commence à apparaître au refroidissement, 
ou achève de disparaître à réchauffement. 

En général, la transformation magnétique ne se produit 
pas brusquement, elle se produit môme parfois très len- 
tement et progressivement entre deux limites de tempé- 
ratures très éloignées; cette marche de la transformation 
peut, dans certains cas, être suivie, jusqu'à un certain 
point, par l'observation du mouvement de l'aiguille aiman- 
tée, dont la déviation augmente avec l'intensité du champ 



i HAUTES TESECRS 



407 



magnétique du solémnile, jiisi|u'ii co ijue cette iuteusité 
soit suffisante pour maintenir t'ai{^uîlie à angle droit avec 
le champ terrestre ; le champ du solénoïde est plus ou 
moins renforcé suivant l'état magnétique de l'échantillon 
placé dans le tube. 



Bésnltats des détenninations. — Les résultats des déter- 
minations sont inscrits au tableau X, où dos colonnes dis- 
tinctes sont réservées pour les positions des points de 

Tableau X. 



nt i TtU*. En rtchâatTul à pluilcun npriHi IKM: ■ 
lione'il rcpitën. Lit nounini rliulliUi oui ilt la lui 
l'dchiairtmeDl ISlf l VtUf ta nfro>d[Hem«nl »«■ » 



408 



RECHERCHES SLR LES ACIERS AU NICKEL 



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sôJTUTBJOciuiax 



A HAUTES TENEURS 409 

transformation irréversible et celles des points de trans- 
formation réversible. 

Cette distinction se fait facilement, même lorsque la trans- 
formation réversible, se produisant la première sous 
l'influence du refroidissement, est suivie, à une tempéra- 
ture un peu plus basse, delà transformation irréversible se 
produisant dans le môme échantillon. En effet, il suffit 
(funéchauffement de quelques degrés pour faire disparaître 
le magnétisme provenant de la transformation réversible, 
tandis qu'un relèvement de température de plusieurs cen- 
taines de degrés est nécessaire pour faire disparaître 
celui qui provient de la transformation irréversible. 

Le diagranmie ci-conire (fig. 7), établi avec les résul- 
tats de nos déterminations, dans les mêmes conditions que 
le diagramme de M. Osmond reproduit par nous (^y. 4), 
permet de faire plus facilement que sur le tableau X la 
discussion et l'interprétation des résultats. Les résultats 
relatifs aux aciers à teneurs en nickel supérieures à 
50 p. lOO ont été empruntés aux mémoires de M. Os- 
mond. 

Un diagramme particulier donne, à plus grande échelle, 
[fig, 7 /m), les positions des points de transformation 
allotropique des aciers au nickel de teneurs comprises 
entre 20 et 30 p. 100, région dans laquelle les déter- 
minations ont été faites beaucoup plus nombreuses, en 
vue de suivre de très près les transformations qui se pro- 
duisent dans le même acier sous les deux formes, irré- 
versible et réversible. 

On remarquera que les diagrammes sont tracés sans 
tenir compte des points de transformation réversible des 
échantillons de teneurs en nickel inférieures à 30 p. KX). 
Nous dirons plus tard pourquoi. 

Les prolonjrations de courbes tracées en traits inter- 
rompus sur ces diagrammes ont un caractère hypothé- 
tique; il convient de ne pas en tenir compte tout d'abord. 



ilO RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKGI, 

Nous exiimîneroDs successivement les roiirijcs de la 




lOjniEJsdmai 



transformation irréversiWe et celles de la traiisfoniialioii 
réversible. 



A HAUTES TENEURS 411 

Positions des points de transformation irréversible. — 
L'abaissement progressif et régulier du point de transfor- 
mation, à mesure que la teneur en liickel augmente, 
n'apparaît nettement à l'examen des résultats inscrits 
dans la première colonne du tableau (position des points 
de transformation à réchauflFement) que si on tient compte 
de Tinfluence très consiilérable du carbone et <lu manga- 
nèse, toujours présents en quelque i)roportion dans les 
aciers au nickel. 

Nous rendrons compte ultérieurement de recherches 
relatives à des séries spéciales d'échantillons, destinées 
à mettre en évidence Tinflucnce du carbone et du manga- 
nèse sur les positions des points de transformation magné- 
tique des aciers au nickel ; mais nous pouvons annoncer 
dès maintenant que ces recherches permettent bien d'at- 
tribuer à rinfluence du carbone et à celle du manganèse 
rabaissement relativement plus grand des points de 
transformation des échantillons (50), (()5), (67), (73) et 

Ce sont, au contraire, leurs teneurs très rédiiites 
en carbone et manganèse qui expliquent le relèvement 
relatif des points de transformation des échantillons (42), 
(58) et (64). La position de ces points de transfor- 
mation montre que rinfluence des proportions les plus 
minimes de carbone et de manganèse est loin «l'être 
négligeable. 

L'examen des résultats inscrits dans la seconde colonne 
du tableau, positions des points de transformation irré- 
versible au refroidissement, amène aux mômes conclusions 
({ue pour les points de transformation àréchaulTement, à 
savoir l'abaissement progressif et régulier du point de 
transformation sous l'inlluence de l'augmentation de la 
teneur en nickel, déduction faite de l'abaissement produit 
par le carbone et le manganèse. Mais l'abaissement pro- 
duit par les additions de nickel est beaucoup plus rapide 



412 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

pour le point de transformation au refroidissement que 
pour le point de transformation à réchauffement ; cet 
abaissement est très considérablement accéléré lorsqu'une 
proportion importante de carbone ou de manganèse ajoute 
son influence à celles du nickel; c'est le cas des échantil- 
lons (50), (65) et (67); il est, au contraire, notablement 
retardé, relativement à ce qui est constaté pour les aciers 
à teneurs en carbone et manganèse courantes, lorsque 
ces teneurs sont exceptionnellement réduites ; c'est le cas 
des échantillons (42), (58), (64) et (76). 

On remarquera que l'écart entre le point de transforma- 
tion à réchauffement et le point de transformation au 
refroidissement, écart qui mesure Tintensité de Tirréver- 
sibilité, augmente rapidement jusqu'aux environs de 
15 p. ICHJ de nickel, après quoi il se maintient à peu près 
constant. 

De l'examen des deux premières colonnes du tableau, 
il résulte que les aciers au nickel peu carbures et peu 
manganèses, c'est-à-dire ceux que nous avons dénommés 
aciers au nickel proprement dits, accusent la transforma- 
tion irréversible à toutes teneurs comprises entre 25 et 
30.44 p. 100. Il est même bien vraisemblable que, si la 
transformation irréversible n'est pas produite par l'immer- 
sion de l'échantillon (77) à 31, 04 p. IIX) (*) et des échan- 
tillons suivants dans l'air liquide, c'est, d'une part, que 
la réfrigéi'ation n'est pas assez intense (de l'hydrogène 
liquide serait nécessaire), et, de l'autre, que les teneurs 
en carbone et manganèse de nos échantilhms sont trop 
élevées. 

On remarquera que l'échantillon (Oi), (jui esl exct^ption- 
nellement peu carburé et peu manganèse [0= 0,0()3, man- 
ganèse^ = 0,077), subit la transformation irréversible au 
refroidissement à +75", quoique sa teneur en nickel soit 

(*) On verra plus loin que 1 échantillon (11) a pu être transformé. 



A HAUTES TENEURS 413 

de 26,34 p. 100; c'est nettement un irréversible. Ce n'est 
donc pas 25 p. 100 de nickel qui est la limite de la caté- 
gorie d'aciers au nickel dénommés par M. Ch.-Ed. Guil- 
laume irréversibles; cette limite est plutôt voisine de 
27 *p. 100 (*) lorsque le carbone et le manganèse sont 
réduits au minimum. 

Mais on a constaté ([ue Téchantillon (64) est, au 
point de vue mécanique, de qualité médiocre et ne peut 
pas être considéré comme un produit métallurgique bien 
normal. C'est ce qui explique pourquoi, jusqu'ici, les expé- 
rimentateurs n'ont eu à étudier que des échantillons quelque 
peu carbures et manganèses, pour lesquels la limite de la 
catégorie des aciers iiTéversibles est bien de 25 p. 100 
environ. 

On remarquera que, dans nos diagrammes, les courbes 
AB, A'B', du diagramme de M. Osmond, sont prolongées 
au-delà de la teneur de 25 p. 100 de nickel jusqu'à la 
teneur de 30,44 p. lOi) jusqu'en bb\ Nous les avons même 
prolongées au-delà en traits interrompus, en prévision 
des constatations que permettra peut-être de faire un 
abaissement de la température au-dessous de — 188**. 

Positions des points de transformation réversible. — Les 
deux dernières colonnes du tableau, consacrées à la trans- 
formation réversible, peuvent être examinées simultané- 
ment. En effet, l'écart accusé par le tableau pour le même 
échantillon, entre le point de transformation à réchauffe- 
ment et le point de transformation au refroidissement, 
est très faible, environ 10 degrés. 



(*) CcUe limite doit môme être reportée au-delà de 30 p. 100 de nickel, 
si on en }\x^e par le résultat obtenu par la Commission instituée parla 
Société d'Encouragement pour l'Industrie de Berlin, qui a obtenu un 
acier dur à 29,17 p. 100 de nickel et de 60,74 p. 100 de fer, grâce à 
Tabsence preique complète de carbone et de manganèse (Voir Bulletin 
de la Société cT Encouragement^ féTrier 1897, p. 276). 



41 i RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Pour Texamen des résultats des déterminations do 
points de transformation réversible, nous suivrons les 
courbes du diagramme de droite à gauche, de manière à 
commencer par les points de transformation les plus éle- 
vés, ce qui équivaut à suivre Tordre du tableau de bas en 
haut. 

On sait que les points de transformation atteignent, vers 
70 p. 100 de nickel, un maximum constaté par M. Osmond, 
et qu'ils s'abaissent ensuite régulièrement, à mesure que 
la teneur en nickel diminue; nos constatations le con- 
firment. 

L'influence du carbone et du manganèse est bien loin 
d'avoir la même importance que pour la transformation 
irréversible; elle n'est cependant pas nulle; on consta- 
tera plus loin qu'elle tend à relever légèrement les points 
de transformation. Elle permet d'expliquer rabaissement 
du point de transformation de l'échantillon (76), 30,3ip. 100 
de nickel, plus grand que celui des échantillons (73), (71), 
(07) et (()5), 29,7t), 28,82, 27,72 et 27,12 p. 100 de 
nickel, qui sont plus carbures et plus manganèses. 

L'échantillon (64) n'accuse pas la transformation réver- 
sible, ou, du moins, ne l'accuse pas au refroidissement 
avant l'apparition de la transformation irréversible; mais 
on remarquera que cet échantillon est exceptionnellement 
peu carburé et manganèse, ce quia pour conséquence un 
grand relèvement de son point de transformation irréver- 
sible au refroidissement, et tend, au contraire, à produire 
un abaissement de son point de transformation réversible. 
11 y a donc lieu, croyons-nous, d'admettre que le magné- 
tisme produit parla transformation réversible est masqué 
par le magnétisme beaucoup plus intense de la transfor- 
mation irréversible, ce qui se produit pour les aciers k 
teneurs en nickel plus élevées lorsque, par un refroidisse- 
ment dans la neige carbonique ou l'air liquide, ils ont été 
transformés en subissant la transformation irréversible. 



A HAUTES TENEURS 415 

L'échantillon suivant (63) à 25,84 p. 100 de nickel, 
peu carburé et modérément manganèse, accuse la trans- 
formation réversible à + 50°, soit à une température un 
peu supérieure à celle à laquelle apparaît le magnétisme 
de la transformation irréversible. 

Nous devons cependant signaler que, de 28,82 h 
25,8i p. 100 de nickel, la transformation réversible se 
produit en deux phases : la première se- manifeste par 
l'apparition d'un magnétisme très faible, qui ne permet 
pas la constatation bien précise de la position des points 
de transformation par les procédés employés à Imphy. 
La seconde phase, dont les points de transformation n'ont 
pas été inscrits au tableau, se manifeste par Tapparition 
d'un magnétisme beaucoup plus fort, quoique encore 
notablement plus faible que celui qui est produit par la 
transformation irréversible. Ayant principalement pour 
but de constater que, au-delà de 25 p. 100 de nickel, la 
transformation réversible et la transformation irréversible 
peuvent être produites successivement dans le môme 
acier, lorsque la température varie entre des limites de 
températures étendues, nbus n'avons pas cherché à pré- 
ciser, ce qui aurait exigé des mesures quantitatives du 
magnétisme, à quelle temi)érature commence la seconde 
phase. C'est peut-être plutôt le commencement de cette 
seconde phase qui doit être considéré comme le véritable 
point de transformation; c'est pourquoi les courbes du 
diagramme ont été tracées dans la région 25 à 30 p. 100 
de nickel plus bas (jne les températures inscrites au 
tableau, de manière à faire disparaître une sinuosité, 
d'aspect assez anormal, que les diagrammes accuseraient 
dans cette région. Cela revient à adopter, pour point de 
transformation, celui de la seconde phase et à ne pas 
tenir compte du premier. 

Ces constatations nous permettent, croyons-nous, 
d'admettre que les additions de carbone et de manga- 

Tome 1, 1902. 27 



iirt 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



nèse, en abaissant les points <le transformation irréver- 
sible, font pour ainsi dire glisser le voile qui recou\TO 
les points de transformation réversible, lorsque le premier 
do ces points de transformation est atteint au refroidisse- 
ment avant le second. En effet, dans ce cas, la transfor- 
mation réversible ne peut se manifester que par une 
légère augmentation du magnétisme de Téchantillon, ma- 
gnétisme intense, produit par la transformation irréver- 
sible. Cette augmentation ne peut i»as être mesurée par 
les procédés auxquels nous avons eu recours. 

S'il en est ainsi, les aciers à teneurs en nickel infé- 
rieures à 526 p. 100 doivent accuser la transformation 
réversible, lorsque leur point de transformation irréver- 
sible est suffisamment abaissé par des additions de carbone 
et de manganèse. Les échantillons qui suivent réalisent 
ces conditions. Ils ont donné aux déterminations les ré- 
sultats suivants : 

Tableau XI. 



UIMIONATION 

de» 
échaotilluns 



((il) 



Carbone 



0.:)9 



:/. 



OJJ 
O.Ho 



TB.NRL'n« E» 

Manganèse 

0.S8 
0.8H 
i.41 



Nickel 

25.27 
24J;i 
2:i.35 



I*0fllTI0M8 0B8 POINTS DE THANSKONMATION 



Irréversible 



à réchauf- 
fement 



au refroidis- 
sement 



non transforme à — 7S" 
non transformé à — 188" 
non transformé à — 188" 



Kéversible 



à l'échauf- 
foraenl 



au refroi- 
dissement 



vers — •^•^"('j 



l*} Nous n'avons pas tenu compte de la transformation réversible de très faible intensité 
qui se produit à une tempéiature plus élevée, -f- 7.> pour réchantillon (»»!;, — '2b' pour 
l échantillon (jH,i, c'est-à-dire des points de transformation de la prcmièri* phase. 



La transformation réversibl.» a pu être mise en évidence 
à la teneur en nickel de 23,35 p. lOO, grâce à l'emploi do 
l'air liquide. A cette teneur réduite, la transformation 



A HAUTES TENEURS 417 

n*apparait qu'aune température très basse, — 150"* environ. 
La neifçe carbonique suffit pour produire la transforma- 
tion de Téchantillon (61) dont la teneur en nickel est 
25,27 p. 100. 

Nous admettrons donc, quoique ce ne soit qu'une con- 
séquence indirecte de nos expériences, que les aciers au 
nickel proprement dits, comme aussi ceux qui contiennent 
des proportions plus fortes de carbone et de manganèse, 
peuvent subir la transformation réversible, lorsque leur 
teneur en nickel est supérieure à 23 p. 100. 

Cette teneur limite de 23 p. 100 serait vraisemblable- 
ment encore abaissée, si la réfrigération dans l'air liquide, 
qui produit la température de — 188*', était remplacée par 
une réfrigération encore plus intense, telle que celle de 
l'hydrogène liquide. 

C'est pour tenir compte de ces constatations que nous 
avons prolongé en traits interrompus, vu leur caractère 
hypothétique, les cx)urbes des points de transformation 
réversible de M. Osmond. 

Nous n'avons tracé dans cette région qu'une seule courbe, 
puisqu'il ne peut être question de distinguer, étant donnés 
les procédés de détermination employés, les points de 
transformation à réchauffement ou au refroidissement. 

M. Ch.-Ed. Guillaume a donné, pour le calcul des 
positions de points de transformation réversible au refroi- 
dissement des aciers au nickel réversibles contenant de 
27 à 40 p. 100 de nickel, la formule suivante .: 

T = 34,1 (n — 26,7) - 0,80 (n — 26,7)», 

dans laquelle n indique la teneur en nickel en centièmes. 
Les positions de points de transformation calculées 
avec cette formule concordent très bien avec celles qui 
ont été constatées dans nos déterminations, m^me lorsque 
lu tonour on nickol est iniërieure ii 2() p. 100. 



418 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Les transformations irréversible et réversible sont des 
phénomènes distincts. — Ces constatations établissent que 
Tune ou l'autre des transformations irréversible et réver- 
sible peut être produite sans que sa production entraîne 
nécessairement celle de Tautre transformation. 

Elles établissent encore que les positions de points de 
transformation ne dépendent guère, pour la transforma- 
tion réversible, que de la teneur en nickel, tandis que, 
pour la transformation irréversible, elles dépendent plus 
encore des teneurs en carbone et en manganèse. Il en 
résulte que les deux sortes de transformations sont des 
phénomènes distincts et indépendants. 

L'allure des courbes du diagramme {Jig. 1) permet, 
croyons-nous, de les prolonger indéfiniment, conformé- 
ment à notre tracé en traits interrompus, au-delà des 
points donnés par les déterminations. Les courbes des 
transformations irréversible et réversible atteignent ainsi 
des températures très basses, après s'être coupées. La 
position du point de croisement des courbes de points de 
transformation au refroidissement dépend des propor- 
tions de carbone et de manganèse que contiennent les 
aciers; elle ne peut donc pas être arrêtée avec précision, 
mais elle nous paraît être voisine de la teneur en nickel 
do 27 p. 100 pour les aciers à très faibles teneurs en élé- 
ments autres que le fer et le nickel. Les deux transfor- 
mations se produisent alors à la même température au 
refroidissement. 

La position du point de croisement des courbes des 
points de transformation à réchauffement paraît devoir 
se produire à une teneur voisine de 38 p. 100 de nickel, 
et à la température de 280° environ; mais, à cette teneur, 
la transformation irréversible ne pourrait être proiluite 
que par un abaissement de la température, qui ne pai'aît 
guère réalisable. 

Les modifications de propriétés mécaniques très consi- 



A HAUTES TENEURS 419 

dérables, qui ont été sig^nalées rorame dos manifestât ii>ns 
de la transformation allotropique, ne sont dues qu'à la 
transformation irréversible; la transformation réversible 
n'a pas d'influence bien appréciable sur les propriétés mé- 
caniques des aciers. Il en résulte que le métallurgiste 
peut ne pas tenir compte de cette dernière transformation, 
qui n'a sur les propriétés mécaniques aucune action sen- 
sible, ni directement par elle-même, ni indirectement par 
une influence sur la transformation irréversible. Aussi 
consacrerons-nous la suite de cet exposé presque exclu- 
sivement à la transformation irréversible. 

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET MÉCANIQUES RÉSULTANT 
DE LA TRANSFORMATION IRRÉVERSIBLE. 

Variations de Tétat allotropique des aciers aa nickel soas 
Tinflaence des variations de la températare. — La trans- 
formation irréversible, qui transforme la nature même de 
l'acier au nickel tellement que, physiquement sinon chi- 
miquement, il devi(»nt un autre corps, ne se produit pas 
brusquement dès que la température du point de transfor- 
mation est atteinte ; elle est progressive entre des limites 
de température éloignées. C'est un phénomène complexe 
qu'il importe d'analyser le plus possible. 

Cette transformation modifie la plupart des propriétés 
physiques autant que les propriétés mécaniques, à savoir 
Tétat magnétique, la densité, la dilatation, la conductibi- 
lité pour la chaleur et l'électricité, etc.; elle peut donc 
être étudiée dans Tune ([uelconque de ses diverses mani- 
festations; et nous aurons recours tour à tour, pour la 
suivre, aux propriétés mécaniques, à l'état magnétiqiu) 
et à d'autres propriétés physiques. 

C'est par l'étude des variations de volume que le 
phénomène est analysé dans une remarquable expérience 
de M. Ch.-Ed. Guillaume, que nous rappellerons tout 



420 RECHERCHES RUR LES ACIERS AD NICKEL 

d'abord (*). 11 a constaté les variations île volume au re- 
froidissement d'un acier au nickel à 15 p. 100 entre les 
limites de température + 200° et — 60". 

Nous reproduisons {fig. 8) le diagramme (*') que 
M. Guillaume a établi d'après les résultats qu'il a obte- 
nus; il permet de suivre la marche progressive de la 
transformation sons riiiflueiice du refroidissement. 



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TempéraLuros 
['iG. 3. — Expérience de M. Ch.-Ed. riuillaumc. 

Do 200° il 130*, aucune transformation, rien d'anormal; 
le volume diminue conformément aux lois de la dilatation. 
Mais, au-dessous de cette température de i;W, le vo- 
lume augmente, an contraire, constamment, malgré le 
refroidissement; la contraction produite en conséquence 
des lois de la ililatatioii est moindre que l'augmentation 
de volume produite par la transformation allotropique. 

Si on an-ète la transformation à une température quel- 
conque, telle que ItX)", au point D de la courbe qui 
représente la variation de volume de l'échaiitiltori soumis 
à l'expérience, et si on laisse la température se relever, 
on voit le volume augmenter, conformément aux lois de 
la dilatation. Cette dilatation se fait avec un rocfticicnt 



A HAUTES TENEURS 421 

qui n'est pas le même qu'au point B. Semblable expé- 
rience, faite à des températures plus basses, accuse des 
coefficients de dilatation de plus en plus réduits à mesure 
que la température s'abaisse; il en est ainsi jusqu'en E, 
température de — 60", limite de Texpérience. De B en E, 
le volume n'a pas cessé d'augmenter sous l'influence de 
la transformation allotropique. 

M. Guillaume a suivi, encore dans les mômes condi- 
tions, entre les limites de température moins éloignées, 
la transformation d'un acier k 24 p. 1(X) de nickel. La 
marche de la transformation est semblable, mais elle a 
cela de particulier qu'elle subit par moments des retards; 
pendant que la température s'abaisse d'une quinzaine de 
degi'és, on ne constate aucune transformation, puis le 
mouvement correspondant à cette baisse de température 
se produit brusquement, et, en quelques secondes, le vo- 
lume augmente de la même quantité que si Taugmentation 
s'était produite d'une manière continue. Nous reviendrons 
sur cet intéressant phénomène de la transformation par 
bonds ; il n'a été constaté qu'aux très basses températures 
avec l'acier à 15 p. 100 de nickel. 

Des coefficients de dilatation différents ont été cons- 
tatés à dos températures intermédiaires, pendant le cours 
de l'expérience, coefficients qui correspondent à des 
densités différentes ; on doit on conclure que la transfor- 
mation irréversible fait passer l'acier par une série 
d'états allotropiques intermédiaires, résultant du degré 
«l'avancement de la transformation allotropique, qui se 
njainiieunent lorsque la température se relève, d'où le 
qualificatif d'irréversible donné à cette transformation. 
M. (luillaume a constaté que, lorsque, par un relèvement 
de la temi)érature tel (jue celui qui est figuré au point B, 
l'acier a augmenté de voluîne suivant les lois ordinaires 
de la dilatation, il revient exactement au point B, lorsque 
la températui'o s'abaisse de nouveau. L'irréversibilité est 



422 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

donc complète lorsque les relèvements de la température 
ne sont pas très onsidérables. 

Effets du refroidissemeiit par la neige carbofiiqiie . — 
Il était donc intéressant de rechercher quelle est Tinfluence 
d'un refroidissement intense sur les propriétés méca- 
niques des aciers au nickel, ces propriétés mécaniques 
étant une des manifestations de Tétat allotropique. Nous 
avons eu recours à la neige carbonique pour refroidir 
des éprouvettes d'essais à la traction, prélevées dans la 
mùme barre qu'une éprouvette non refroidie qui a été 
essayée à la traction comparativement. 

L'essai comparatif a été fait sur des aciers non trempés 

. et sur des aciers trempés. L'échantillon (52) a aussi été 

essayé à l'état recuit et l'échantillon (67) à Tétat écroui 

par étirage à froid à la filière. Les résultats obtenus sont 

inscrits au tableau ci-après. 

L'effet produit par l'immersion dans un bain refroidi 
par la neige carbonique est, pour tous les échantillons 
qui se sont transformés, un relèvement très considérable 
de la limite d'élasticité, une augmentation très grande 
de la résistance à la rupture et une grande diminution 
de l'allongement à la rupture. Le résultat est le même, 
que ces échantillons n'aient subi aucun traitement ou 
qu'ils aient été trempés, recuits ou transformés à froid. 
Tous les échantillons transformés accusent les propriétés 
mécaniques caractéristiques des aciers dont le point de 
transformation irréversible au refroidissement est situé 
au-dessus de la température ordinaire. 

On remarquera que les échantillons (50), (53) et (54), 
déjà notablement transformés à la température ordinaire, 
accusent, après refroidissement, une augmentation de du- 
reté considérable; le magnétisme est en même temps 
devenu plus intense; la transformation allotropique a pris 
plus d'intensité. 

D'autre part, les échantillons (47) et (51), (jui ne sont 



A H ACTES TENEURS 



423 



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424 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

pas transformés par le refroidissement à — 78*^, lorsqu'ils 
n'ont pas été trempés, sont transformés lorsqu'ils ont été 
trempés avant d'être refroidis. La trempe a produit un 
relèvement du point de transformation au refroidissement 
qui permet à la température de — 78° de produire la 
transformation. Cette constatation a été le point de 
départ de recherches dont nous rendrons compte bientôt. 

Nous nous bornerons, pour le moment, k faire observer 
qu'après la trempe il suffit d'abaisser la température 
quelque peu au-dessous du point de transformation pour 
qu'il se produise aussitôt une transformation intense, 
relevant les limites d'élasticité et les résistances à la 
rupture do plus de 20 kilogrammes par millimètre carré 
pour Téchantillon (47) et de plus de 40 kilogrammes par 
millimètre carré pour l'échantillon (51). 

La transformation se produit à température plus élevée 
et plus rapidement que lot^que l'acier n'a pas été soumis 
k la trempe, mais seulement pour les aciers dont le point 
de transformation est très éloigné au-dessous de la 
température ordinaire. Les échantillons (52) et (53) ^ qui 
ont déjà commencé à se transformer à la température 
ordinaire, ne subissent pas une transformation plus 
intense après trempe qu'avant trempe. La trempe n'a 
donc une influence considérable que sur les aci(>rs dont 
le point de transformation a une situation semblable à 
celle des échantillons (47) et (51). 

Effets du refroidissement par Fair liquide, — (TrAce 
au bienveillant concours que M. d'Arsonval a bien voulu 
nous donner en mettant à notre disposition de l'air liquide, 
nous avons pu constater les effets produits par un refroi- 
dissement plus intense que celui qui est obtenu avec la 
neige carbonique. Nous avons soumis à cette réfrigéra- 
tion des aciers ayant des points de transformation situés 
à des distances variées de la température ordinaire, afin 
de mettre en évidence l'influonco de ce traitement à 



A HAUTES TENEURS 



423 



petite ou grande distance du point de transformation. 
Des éprouvette^ provenant de la même barre ont été 
soumises à l'essai à la traction: 1" avant refroidissement; 
2** après refroidissement dans la neige carbonique; 
3° après refroidissement dans Tair liquide. Les résultats 
obtenus sont les suivants : 

Tableau XIII. 



CATIOJI 


Tiniis 


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en 


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nickel 


bU) 


11. HO 


bii) 


14 


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20.52 


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24.06 



fOSITIONl 

deH points 

de 
trais forattiii 



TllAiTE)IK!«Tli 80BI8 

par 
len échantillons 



Inon refroidi 

XtO" {•> refroidi 4 — 78* 

/refroidi à ■- 188- 

inon refroidi 

•280» (•) . rufroidi à — 78» 

/refroidi à -- 188» 

Lnon refroidi 

refroidi à — 78« 

/refroidi à — 188» 

I inon refroidi 

, "'•" )n.froidi à - 78- . 

\*'^'""P*/n.froidià- ms- 

• knon refroidi 

'trempé, «refroidi à — 78". 

I /refroidi à — 188" 



80" 



70»{*) 



RteVLTATS DBI B8BAI8 A LA TRACTiO?! 



Limites 
d'élasticité 

par 
roro. carré 



kil. 
140 
115 

ia8.2 

112 

108 

111.4 
08.8 

141.0 

125.5 
fi6.5 
82.7 

11.") 
61 

105.2 

110.5 



Résistances 
à la rupture 

par 
mm. carré 



kil. 
143 
147 
139.5 
115 
113.4 
116 
139.5 

m 

141 

108.2 

137.9 

1*28.5 

123.5 

134.5 

12().2 



iiUi^iaiti 
k la rif tiri 

par 

mm. carré 



13.3 

13.3 

13.3 

10 

10 

10 

10 

9 

8 
22.3 

8.3 
13.3 
18.4 
10.3 
13.3 



Strictions 

^xioo 



53.8 

53.8 

54.4 

34 

34 

35 

37 

37 

36 

51 

25 

53 

45 • 

3() 

42 



Position du point de tran.<ifonnation évaluée d'après la composition chimique. 



Le refroidissemont au-dessous de la température ordi- 
naire est à peu près sans action sur les propriétés 
mécaniques de Tacior à 11,36 p. !(» do nickel, ce qui est 
dû, sans doute, à la grande distance à laquelle est son 
point de transformation au-dessus de la température 
ordinaire, et aussi probablement à sa teneur en nickel 
relativement faible. 11 en est de même pour Téchantillon 
(17 bis) à 14 p. 100 de nickel. 

L'échantillon (36) à 20,52 p. 100 de nickel s'est trans- 
formé beaucoup plus complètement dans la neige carbo- 



426 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

nique ; la limite d'élasticité s'est relevée, la résistance 
à la rupture a augmenté, et Tallongeirtent à la rupture a 
diminué ; mais l'air liquide, loin d'augmenter l'intensité 
de la transformation, la diminue plutôt. 

Il en est de môme pour l'échantillon (52) à 24,06 p. 100 
de nickel ; la transformation est beaucoup plus intense 
après le refroidissement à — 78"; mais elle diminue de 
nouveau quelque peu après refroidissement à — 188". On 
remarquera que, après refroidissement à — 188", Teffetde 
la trempe sur la transformation de cet acier est complè- 
tement annulé. 

Il résulte de ces constatations que les aciers au nickel 
à haute limite d'élasticité sont transformés aussi complè- 
tement que possible à la température ordinaire, lorsque 
leur point de transformation au refroidissement est situé 
à plus de 200 degrés au-dessus de cette température ; 
tandis que les aciers qui ont subi la transformatiop, dont 
le point de transformation n'est pas éloigné de la tem- 
pérature ordinaire de plus de 100 degrés, subissent une 
transformation considérable au refroidissement à — 78", 
mais quifl'est pas augmentée, et est môme diminuée, par 
le refroidissement k — 188". On peut en conclure que, 
môme à ces teneurs en nickel relativement élevées, le 
phénomène de l'irréversibilité attehit son maximum d'in- 
tensité par un refroidissement d'environ 2(M) dégrés 
au-dessous du point de transformation. Nous arrive- 
rons ultérieurement à la même conclusicm par une autre 
voie. 

Effets du relèvement de la température. — Les 
tableaux III et IV contiennent des résultats d'essais à la 
traction obtenus avec des échantillons recuits à 9(>0" et 
400". Comparés avec ceux du tableau II, obtenus avec 
les mêmes échantillons non recuits, ils montrent que 
ces deux recuits produisent des effets <lifférents suivant la 
teneur des aciers au nickel traités. 



A HAUTES TENEURS 427 

a 

L'effet produit dépend de la position du point de trans- 
formation à Vèchatiffement, Lorsque Tacier est porté à 
une température supérieure à celle de ce point de trans- 
formation, il passe à l'état non magnétique ; mais, 
lorsqu'il est porté à une température élevée, sans dépasser 
cependant ce point de transformation, il reste à Tétat 
magnétique. Les résultats d'essais k la traction rappelés 
ci-dessus démontrent que, <lans le premier cas, la dureté 
de Tacier augmente, tandis que, dans le second cas, elle 
s'atténue considérablement. Imphy a constaté, en 1895, 
cette propriété comme appartenant à un acier à 12,5 p. l(X) 
de nickel ; on voit qu'elle appartient à tous les aciers qui 
oîitsubi la transformation irréversible. 

M. Osmond a étudié ce phénomène de l'atténuation de 
la transformation sur deux échantillons d'aciers au nickel, 
à If), 48 et 19,64 p. 100, en suivant les variations du 
magnétisme rém«inent(*), après des recuits à des tempé- 
ratures croissantes. Ses expériences sont résumées dans 
un diagramme que nous reproduisons [/ig, 9) ; il met très 
clairement en évidence l'influence de la position du point 
de transformation à réchauffement ; immédiatement au- 
dessous de ce point de transformation, l'atténuation du 
magnétisme rémanent atteint son maximum, comme 
l'atténuation de la dureté. 

Ces constatations établissent une grande analogie entre 
les aciers au nickel avant subi la transformation rêver- 
sible et les aciers au carbone trempés, car, de part et 
d'autre, le recuit au-dessous du point de transformation, 
ou revenu, adoucit considérablement le métal sans 
détruire complètement la dureté. 

L'analogie est moindre pour les effets de la trempe et 



(*) Experiments on alloys of iron and nickel {Excerpl Minutes of 
Proceedings of The Institution of Civil Enf/ineers. p. 18). Voir aussi : 
Comptes Rendus de V Académie des Sciences {Sur les aciers à aimants), 
t. CXXVIII, p. 1513, juin 1899. 



428 



RECHEECHE8 SUR I.E8 ACIERS AD NICKEL 



dti recuit au-dcsaus du point de transformatiun, mais ello 
est plus grande qu'il ne parait au premier abord. En effet, 
le nickel reste toujours uniformément réparti dans l'acier, 
quel que soit le traitement qu'il a subi ; c'est pourquoi 
l'artifice de la trempe, refroidissement brusque, est 
inutile, tandis qu'il est nécessaire pour maintenir unifor- 























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moment réparti le carbone, qui a tondanct' à se 
concentrer sur certains- pointa, lorsque la température 
s'abaisse lentement. Pour l'acier au nickel, l'élévation de 
la tempéi'ature est presque suffisante pour produire le 
durci.<semeiit dont le métal est susceptible, par consé- 
quent la trompe fatigue assez inutilement le métal. Pour 
. l'acier au carbone, un refroidissement brusque après le 
cbaufi'agc est indispensable à cause de relie proiirir-lo 
particulière du carbone, qui parait être la seule différend' 



A HAUTES TENEURS 429 

vraiment fondamentale entre les natnres de ces deux 
sortes d'aciers. 

La trempe durcit cependant très nettement sans les 
rendre secs les aciers au nickel dont le point de trans- 
formation est peu éloigné au-dessus de la température 
ordinaire. Cet effet particulier s'explique par l'action de 
la trempe sur la partie de Tacier qui n'est pas encore 
transformée. Nous avons déjà constaté que la trempe 
facilite beaucoup la transformation en relevant le point 
de transformation au refroidissement. La transformation 
n'est toujours produite que par rabaissement de la 
température ; mais ce relèvement est parfois assez grand 
pour que la température ordinaire puisse agir. Nous 
reviendrons bientôt sur cette intéressante question. 

Variations de l'état allotropique des aciers au nickel 
résultant des variations de la teneur en nickel. — Le point 
de transformation irréversible s'abaissant à mesure que 
la teneur en nickel augmente, il en résulte que l'aug- 
mentation (le la teneur en nickel équivaut, dans une 
certaine mesure, à un relèvement de la température. 

Les aciers au nickel, en revenant à la température or- 
dinaire, peuvent soit ne pas subir la transformation, soit 
la subir plus ou moins complète, suivant que leur point de 
transformation au refroidissement est au-dessous de la 
température ordinaire ou au-dessus, et plus ou moins 
éloigné. Par conséquent, l'état allotropique des aciers à 
teneurs en nickel croissantes correspond successivement 
à la période de transformati<m iiréversible complète, puis 
à celle de transformation inccmiplète, et enfin à celle où 
il ne s'est pas produit de transformation. 

Nous signalerons, à l'appui de ces considérations, que 
les résultats des essais à la traction sont à peu près les 
mômes pour l'acier h 25 p. IW de nickel refroi<li à — 78" 
et pour l'acier à 21 p. 100 de nickel non refroidi; Tinter- 



430 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

valle de température d'environ 90 degrés équivaut à 4 p. 100 
de nickel. Cependant cette comparaison ne doit pas être 
poursuivie plus bas que 15 p. ICX) de nickel, teneur au- 
dessous de laquelle Tirréversibilité devient rapidement 
très faible. 

MODIFICATIONS DE l'bTAT ALLOTROPIQUE SOUS l'iNFLUENCE 
DE LA TREMPE, DE l'ÉCROUISSAGE ET DU RECUIT. 

Position des points de transformation allotropique. — Nous 
avons eu l'occasion de signaler deux échantillons (racier au 
nickel, les échantillons (47) et (51) , à 23,40 et 24,05 p. 100 
de nickel, qui ne se transforment pas dans la neige car- 
bonique, lorsqu'ils n'ont subi aucun traitement particulier 
après le forgeage ou le laminage, mais se transforment 
nettement dans ce bain réfrigérant lorsqu'ils ont été, au 
préalable, trempés dans Teau froide après chauffage au 
rouge cerise clair. La trempe a relevé le point do trans- 
formation, puisqu'elle l'a fait passer d'une température 
inférieure à — 78** aune température supérieure. 

Cette constatation a été le point de départ de recherches 
particulières ; elles ont établi que ce relèvement est la 
règle générale pour les aciers de la catégorie dont font 
partie les aciers (47) et (51). Par conséquent, le dia- 
gramme des positions des points de transformation, qui a 
été dressé par M. Osmond,diagrammeque nous avons repro- 
duit (^y. 4), et celui qui réunit à ceux de M. Osniond les 
résultats de nos propres recherches [fig. 7), ne <lonne- 
raient pas dos indications exactes si on les utilisait pour 
des aciers au nickel ayant subi la trempe. 

Il a aussi été constaté que ces mêmes échantillons, 
lorsqu'ils sont écrouis, soit par un étirage à la filière, 
soit par un forgeage à froid, deviennent magnétiques à 
la température ordinaire (*), tandis qu'ils sont magné- 

(*) Le fait que Técrouissage ramène le magnétisme dans certains 
aciers non magnétiques a été signalé par M. André Le Chatellier. 



A HAUTES TENEURS 431 

tiques à — 78° lorsqu'ils n'ont pas subi ce traitement. 
L'écrouissage a donc relevé le point de transformation 
d'une température inférieure à — 78" à une température 
supérieure à + 15°. Le relèvement produit par Técrouis- 
sage est encore plus grand que celui qui est produit par 
la trempe. Les diagrammes rappelés ci-dessus ne sont 
pas davantage applicables aux aciers au nickel ayant 
subi un écrouissage. 

11 a encore été constaté que, dans certains cas, le 
recuit seul produit le même résultat, à savoir un relève- 
ment des points de transformation. 

Il convient donc de ne pas oublier que les diagrammes 
précédemment établis ne donnent les positions des points 
de transformation des aciers au nickel que pour des 
aciers qui n'ont été ni trempés, ni écrouis, ni recuits. 

Nous avons entrepris de déterminer les positions des 
points de transformation des aciers au nickel proprement 
dits, trempés ou écrouis, ou trempés d'abord et écrouis 
ensuite, ou trempés, écrouis et recuits, ou seulement 
recuits. Il a été reconnu que la trempe et Técrouissage 
produisent sensiblement le môme résultat au point de 
vue de la position du point de transformation ; Técrouis- 
sage agit plus que la trempe, et la combinaison de ces 
deux traitements agit plus encore que Tun d'eux isolé- 
ment. L'action du recuit est senïblable, mais ne s'ajoute 
pas toujours à celle de la trempe et de Técrouissage. 

Déterminations de points de transformation. — Les points 
de transformation de la série d'échantillons qui a déjà 
fait Tobjet <le nos expériences ont été déterminés à nou- 
veau : 1° après trempe; 2° après écrouissage; |}° après 
trempe et écrouissage. Nous avons reproduit, pour 
rendre la comparaison plus facile, les déterminations 
déjà données, obtenues avec les mêmes échantillons avant 
trempe et écrouissage. 

Tome l, 1902. 28 



432 RECHERCHES SDR LES aCIERS AO ttKitBl 



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A HADTES TENEDR8 



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434 RECHERCHES SDtt LES ACIERS AU NICKEL 




saui'iGjoiiiii^ 



A HAUTES TENEUKS 435 

Les résultats des déterminations sont inscrits au 
tableau XIV. 

Examen des résultats obtenus. — Ces résultats sont 
résumés dans le diagramme (/?y. 10), qui donne compa- 
rativement : V en traits pleins, les courbes des points do 
transformation des aciers au nickel proprement dits, non 
trempés et non écrouis ; et 2° en traits interrompus les 
mêmes courbes pour les mêmes aciers soumis d'abord à 
la trempe, puis à Técrouissage. 

On voit immédiatement que l'effet produit sur les posi- 
tions des points de transformation irréversible est «fabord 
un abaissement qui reste peu considérable, puis un relè- 
vcMnent qui devient de plus en plus important. 

L'examen des résultats obtenus permet de former, 
dans la série d'échantillons qui a fait Tobjet de nos expé- 
riences, plusieurs groupes distincts au point de vue de 
l'effet produit par la trempe et Técrouissage sur la posi- 
tion des points de transformation. 

Un premier groupe est formé par les échantillons (1) k 
(2U), c'est-à-dire pour les aciers au nickel dont la teneur 
en nickel est comprise entre et 14,52 p. 100. Ces 
aciers sont peu sensibles à Tinfluence de la trempe et de 
l'écrouissage, au point de vue des positions mômes des 
points de transformation. Le fer pur, échantillon (1), les 
échantillons (6) à 5,56 et (10) à 9,92 p. 100 de nickel 
accusent des abaissements des points de transformation 
à réchauffement et au refroidissement qui ne dépassent 
pas un petit nombre de degrés, et réchantillon(20), li,52 
p. 10(j de nickel, n'accuse qu'un abaissement très faible. 

Un deuxième groupe est formé par les échantillons 
(36 j à (63). L'effet produit par la trempe et l'écrouissage 
est un relèvement des points de transformation. L'échan- 
tillon (36) â 20,52 p. KX) de nickel n'accuse encore qu'un 
très léger relèvement; mais, àpai*tirdela teneur en nickel 



436 RECHERCHES 8UR LES ACIERS AU NICKEL 

de 22,64 p. 10(), échantillon (42), rinllnence de la trompe 
et de récrouissage sur la position dos points de transfor- 
mation devient considérable. 

Les échantillons (42) à (63), 22,64 à 25,84 p. 100 
de nickel, se font remarquer par une particularité très 
intéressante : Lorsqu'on procède à la détermination du 
point de transformation au refroidissement, on voit Tai- 
guille aimantée se mettre en mouvement, et accuser ainsi 
la position de ce point de transformation à une tempéra- 
ture supérieure de phisieurs centaines de degrés, de 20<)à 
400 degrés, à celle du point de transformation de Téchantil- 
lon non écroui ni trempé. Mais, loin de s'orienter immédiate- 
ment à angle droit avec la direction du champ terrestre, 
Taiguille effectue son mouvement si lentement qu'elle ne 
prend cette orientation qu'après un abaissement de la 
température qui atteint et dépasse même 300 degrés. 

Le point de transformation à réchauffement est, on 
outre, notablement relevé. 

Ce groupe accuse donc des relèvements des points de 
transformation à réchauffement et au refroidissement, 
très considérables au refroidissement. En outre, la trans- 
formation devient très lentement progressive dans la 
zone de plusieurs centaines de degrés de réchelle ries 
températures sur laquelle s'est produit le relèvement. 

Les échantillons du troisième groupe [(65) à (71), 27,12 
à 28,82 p. 100 de nickel] se comportent autrement. La 
zone de transformation progressive très lente que 
nous venons de signaler a beaucoup diminué d'étendue, au 
point d'avoir presque disparu, et le point de transfijrnia- 
tion au refroidissement est très fortement relevé, surtout 
après trempe et écrouissage. Le point de transformation 
à réchauffement est aussi relevé, mais quelque peu seu- 
lement, cpmme dans le groupe d'échantillons précédent. 

On remarquera que, avant d'avoir été trompés et 
écrouis^ ces trois échantillons ne subissaient la Iransfor- 



f 



A HAUTES TESECRS 437 

m»tinn irréversible i|uVn l'-taiit imiiiergés dans tu iii'ifte 
carbonique. Après avoir été trempés et écrouîs, ils su- 
bissent oette transformation à la tenipératuro ordinaire. 
Cependant réohantillon (71) à 28.82 p. 100 de nickel 
est à la limite, car il n'est pas transformé k la tempéra- 
ture orilinaire, lorsqu'il a été seulement trempé sans être 
écroni : dans ce cas, on n'obtient la transformation qu'on 
refi-oidissanJ par la neige carbonique. Mais l'écrotiissape 
suffit, sans l'intervention de la neige carbonique, pour re- 
lever le point de transformation jusqu'à la température 
onlînaire, c'est-à-dire pour permettre à cette température 
de produire la transformation. Il en est de même ponr la 
trempe et l'écniuissage combinés. On reman|uera que 
cet échantillon est notablement manganèse ; d'oii un abais- 
sement du point de transfunnatio» encore plus grand que 
celui qui correspond à la teneur en nickel de 28,82 p. 100. 

Les échantillon» (73), (76) ot (77) forment nn quatrième 
gi'oupe, dont le point do transformation est assez abaissé 
pour qu'il soil nécessaire de recourir à l'air liquide, et 
même (73) et (771 sont trop carburé.s et manganèses pour 
pouvoir être transformés sans avoir snbi la trempe et 
l'écrouissage : (76), qui est très peu carburé, a pu être trans- 
formé par une immersion dans un bain de neige carbo- 
nique, mais seulement après avoir été trempé six fois au- 
ronge cerise clair et avoir été écroni par forgcage à froid 
très intense. Ces traitements énergiques ont relevé le 
point de transformation au refroiilisaement an-dessus 
de — 78", après quoi le point de transformation àl'écliauf- 
fement a pu être constaté à -+-435°, soit à 80 degrés au 
dessus du point de transformation correspondant du 
même acier non trempé et non écroui, refroidi dans l'air 
liquide. 

Un second échantillon de ce même acier a été immergé 
dans l'air liquide après avoir été trempé et écroui moin.s 
fortement. Cet éclianlillon et les échantillons (73) et (77) 



438 RKOIIKRCHES SUR LKS ACIERS AU NICKEL 

ont été transformés, et les points de transformation à 
réchauffement ont été constatés à 480°, 400° et 425°; mais, 
au refroidissement, le magnétisme n'a reparu que par la 
transformation réversible. Nous signifierons que la posi- 
tion des points de transformation réversible de ces aciers 
est [)arfois notablement modifiée et qu'elle est souvent 
variable pendant quelque temps, à la suite do l'ébran- 
lement moléculaire produit par la transformation irré- 
versible à très basse température ; nous lu^ décrivons 
pas le phénomène dans toute sa complexité. 

Les échantillons (81) et (83) à 36,88 et 43,60 p. 10<D 
<le nickel forment un cinquième groupe qui ne subit pas 
la transformation irréversible dans l'air liquide, même 
après une trempe et un écrouissago énergiques. Le point 
de transformation iiréversible au refroidissement paraît 
être situé trop bas pour pouvoir être atteint au moyen 
de l'air liquide. Quant aux points de transformation ré- 
versible, ils semblent très légèrement abaissés ; Taclion 
de la trempe et de l'écrouissage sur ces j)oints d(> trans- 
formation est presque négligeable et nVst nullement 
comparable à celle que ces traitements ont sur Ic^s points 
de transformation in'éversible. C'est une nouvelh> distinc- 
tion à faire entre ces deux sortes de transformation ; il 
est intéressant de la signaler. 

En résumé, à mesure que la teneur en nickel augmente, 
la trempe et Técrouissage produisent successivement les 
effets suivants : 

V Fer pur. — Abaissement peu iw partant des points 
de transformation. — L'action de l'écrouissage n'en a pas 
moins été considérable, car l'aiguille aimantée revient à 
la j)<)sition à angle droit avec le champ terr(\stre b(^au- 
coup plus lentement qu'avant la trempe (ît l'écrouis- 
sage ; la transformation est devenue beaucoup plus pro- 
gressive ; 

2" Teneurs en nickel comprises entre et 15 p. 100: 



A HAUTES TENEURS 439 

abaissement peu important des deux points de trans- 
formation, comme pour le- fer pur; 

3" Teneurs en nickel comprises entre 15 et 21 p. 100 : 
abaissement et relèvement presque nuls des deux points 
de transformation ; 

4* Teneurs en nickel comprises entre 21 et 27 p. 100 : 
relèvement notable du point de transformation à réchauffe- 
ment, et relèvement très considérable du point de trans- 
formation au refroidissement, mais avec échelonnement de 
la reprise <lu magnétisme sur une zone de température 
très étendue ; 

5** Teneurs en nickel comprises entre 27 et 29 p. 100 : 
relèvement notable du point de transformation à réchauf- 
fement, et relèvement très considérable du point de trans- 
formation au refroidissement, sans échelonnement de la 
n^prise du magnétisme, sur une zone de température 
très étendue; la transformation s'effectue rapidement; 

6° Teneurs en nickel comprises entre 29 et 31 p. 1(X) : 
relèvement notable du point de transformation à réchauf- 
fement, d'autant plus grand que Técrouissage a été plus 
intense ; le point de transformation au refroidissement ne 
peut pas être constaté ; 

7° Teneurs en nickel supérieures à 31 p. 100 : la trans- 
formation irréversible ne peut plus être produite, même 
en refroidissant à — ISS** au moyen de Tair liquide. Les 
points de transformation réversible sont légèrement 
abaissés. 

Ces divers relèvements de points de transformation ne 
résultent pas précisément de Faction de la trempe et de 
récrouissage, mais plutôt de l'abaissement de la tempéra- 
ture qui suit ces traitements, abaissement qui quelquefois 
n'est (fue le retour à la température ordinaire. 

Effets du recuit sur les positions des points de transfor- 
mation après trempe et écrouissage. — Les positions des 



440 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

points de transformation, résultant des effets do la trempe 
et de Técrouissage, ne sont pas modifiées immédiatement 
par un échauffement peu prolongé ; mais des échauffements 
suivis de refroidissements, répétés à plusieurs reprises, 
les rendent de moins en moins perceptibles, et la tem- 
pérature de 800* maintenue pendant une demi-heure les 
fait disparaître complètement. 

Il faut en conclure que si, pour les aciers à teneurs 
en nickel de 21 p. 100 et plus, la trempe et Técrouissage 
tendent à relever considérablement le point de transfor- 
mation au refroidissement, et à l'amener à faible distance 
du point de transformation à réchauffement, une tempé- 
rature élevée, maintenue pendant un temps suffisant, 
tend à rétablir Técart primitif entre ces doux points. 

C'est ce qui résulte de Texpénence suivante : un échan- 
tillon d'acier (65) à 27,12 p. 100 de nickel, trempé et 
écroui, a été introduit dans le four chauffé électrique- 
mont et maintenu à la température de SiM^ pendant dix 
minutes. Le magnétisme avait disparu à réchauffement 
à 480°; il a reparu au refroidissement à 460". L'échantil- 
lon a été ramené une seconde fois à la température de 800°, 
qui a été de nouveau maintenue pendant dix minutes; après 
quoi le magnétisme a reparu au refroidissement à 450°. 
L'échantillon a été porté une troisième fois à la tempéra- 
ture (le 800°, qui a été maintenue quinze minutes; au re- 
froidissement ([ui a suivi, le point de transformation iiTé- 
versible n'a plus reparu; la transformation réversible a 
seule été constatée vers 80°. 

Cotte expérience semble démontrer que les effets de la 
trempe et de l'écrouissage sont complètement détruits 
par un recuit à 800° suffisamment prolongé. Il n*on est 
cependant pas ainsi; l'échantillon qui a subi ce traitement 
n'a pas été ramené exactement au môme état qu'avant 
d'avoir subi la trempe et l'écrouissage; en effet, soumis 
au refroidissement à — 78°, il a accusé des points de 



A HAUTKS TENKCRS 441 

transformation irréversible à réchauffement ii 48U" et au 
refroidissement à 415°. Or un échantillon de ce même 
acier non trempé et non écroui, refroidi à — 78°, accuse 
des points de transformation irréversible à réchauffement 
h 490°, et, au refroidissement au-dessous de 90° environ, 
point de transformation réversible. On voit que la trempe 
et Técrouissage suivis d'un recuit ont profondément mo- 
difié Tétat moléculaire de cet acier. 

Influence du recuit sur la position des points de transfor- 
mation. — Cette constatation conduit à rechercher quel 
est Teffet du recuit sur un échantillon n'avant subi aucun 
traitement après le laminage à chaud. Un échantillon du 
même acier (65), non trempé et non écroui, a été main- 
tenu pendant vingt-cinq minutes à la température de 800° 
dans le tube du four chauffé électriquement; au refroi- 
dissement qui a suivi, il n'a pas accusé la transformation 
irréversible avant de subir la transformation réversible 
vers 100°. 

Le recuit semble n'avoir produit aucun effet notable; 
il n*en est pas ainsi, car, cet échantillon ayant ensuite été 
refroidi k — 78", la transformation irréversible s'est ma- 
nifestée par un point de transformation à réchauffement 
à 480° et un point de transformation au refroidissement 
il 420°. Le recuit seul a produit un effet presque iden- 
tique il celui de la trempe et de Técrouissage ; conmie ces 
deux traitements, il ne produit un relèvement des points de 
transformation que lorsqu'il est suivi d'un abaissement de 
la température. 

Il semble que cet abaissement nécessaire de la tempé- 
rature soit plus grand pour le recuit que pour la trempe, 
et plus grand pour la trempe que pour Técrouissage. 

Le retour à la température ordinaire constitue un abais- 
sement de la température suffisant pour produire la trans- 
formation, lorsque le point de transformation au refroidis- 



442 RECHERCHES ST^R LES ACIERS AU NICKEL 

sèment de l'arier est situé au-dessus do la température or- 
dinaire pour Tacier n'ayant subi aucun traitement après le 
laminage. C'est le cas de Tacier (50) à 24,0i p. lOÔ de nic- 
kel, dont les points de transformation irréversible sont situés 
à 545" et 6()°. Un échantillon de cet acier, introduit au 
four chauffé électriquement, a été maintenu à la tempé- 
rature de 800° pendant quarante minutes, puis ramené à 
la température ordinaire. Uu second chauffage a accusé 
le point de transformation à réchauffement à 565° et le 
point de transformation au refroidissement à 550". Le re- 
cuit a suffi pour produire ce relèvement, parce qu'il a été 
suivi d'un abaissement <le la température suffisant. 

Il est donc démontré que, au point de vue de la posi- 
tion des points de transformation, l'état molérulairo pro- 
duit par le recuit n'est pas le môme que celui (jui existe 
au sortir du laminage à chaud. 

Ces constatations viennent s'ajouter k celles qui nous 
permettent de considérer comme peu différents les effets 
produits par la trempe et le recuit sur les aciers au nickel, 
effets qui témoignent d'une importante modification d'état 
moléculaire. 

On a remarqué que le groupe des aciers à 30 et 31 p. ICHJ 
de nickel, dont le point de transformation est situé vers 
— 200", accuse, lorsque la transformation irrévei'sibh» a 
été produit(% un point de transformation à réchauffement 
très fortement relevé, mais n'accuse pas, conimt» les 
aciers à teneurs en nickel un peu moindres, un point de 
transformation au refroidissement. 11 paraît résulior de 
ce qui vient d'être exposé que le reli'vement de la tempé- 
rature à une «listance de plus de 000 degrés an-dessus 
du point de transformation au refroidissement agit comme 
un recuit, i^t atténue l'effet produit par la trempe et 
l'écrouissage assez pour rcMidre impossible la constatation 
de ce i)oint de transformation au refroidissement. L'effet 
produit par la trempe et l'écrouissage n'est cependant, pas 



A HAUTES TENEURS 443 

complètement annulé, car un nouveau refroidissement à 
— 78° opère de nouveau la transformation de l'échantil- 
lon à 30,44 p. 100 très fortement trempé et écroui, trans- 
formation caractérisée par la disparition du magnétisme 
à + 435*, c'est-à-dire à la même température que pré- 
cédemment. 

Hystérèse. — Ces constatations démontrent que Tirré- 
versibilité est un phénomène de retard ou iVhystêrhe, 
semblable à la surfusion, la sursaturation, etc. L'hystérèse 
est un frottement moléculaire qui maintient, lorsque la 
température s abaisse, un état d'équilibre instable ; elle est 
mesurée par l'écart qui s'établit entre les points de trans- 
formation à réchauffement et au refroidissement. Le recuit, 
la trempe et 1 ecrouissage détruisent ou atténuent beau- 
coup ce frottement moléculaire, et tendent à produire, 
lorsque la température s'abaisse, un nouvel équilibre, ca- 
ractérisé par un écart beaucoup moindre entre les points 
de transformation à réchauffement et au refroidissement, 
et par une transformation allotropique plus rapide. 

Nous ferons observer que l'atténuation ou la destruc- 
tion de rhystérèse rapprochent les deux points de trans- 
formation presque exclusivement par relèvement du 
point de transformation au refroidissement. C'est donc 
le point de transformation ii réchauffement qui est le 
moins éloigné de sa position normale, conformément à la 
règle générale des phénomènes de retard au refroidis- 
sement. 

Il en résulte que la rapidité avec laquelle se fait 
rabaissement du point de transformation des aciers au 
nickel, lorsque la teneur en nickel augmente, a pour 
cause principale le phénomène de l'hystérèse, qui se 
manifeste par un écart très considérable entre les points 
de transformation à Téciiauffement et au refroidissement. 
Nous avons déjà eu l'occasion de faire remarquer que les 



444 RECHERCHES SUR T.ES ACIERS AD NICKEL 

courbes dos points de transformation à réchauffement des 
aciers au nickel, ou leurs prolongements, se coui)ont, sur 
le diagramme, vers 38 p. KX) de nickel à une tempéra- 
ture d'envinm 280". On voit que, sans rintervention du 
phénomène de l'hystérèse, il n'existerait pas d'aciers «au 
nickel non magnéticiues à basse température. 

L'hystérèse pouvant être fortement atténuée et presque 
complètement détruite à l'aide du recuit, de la trempe ou 
de 1 ecrouissage, il est possible de produire hi transfor- 
mation irréversible dans les aciers à teneurs en nickel 
très élevées, en c^^mbinant ces traitements avec des re- 
froidissements à très basse température. C'est ainsi ([ue 
nous avons réussi k transformer un acier à 31,04 p. 100 
de nick(4 notablement carburé et manganèse. Cette cons- 
tatation vient à l'appui de notre hypothèse du prolonge- 
ment des courbes des diagrammes de la fig, 7. 

Le recuit, la trempe et l'écrouissagc peuvent non 
seulement relever le point de transformation au refroi- 
dissement, mais encore l'amener au-dessus de la position 
qu'occupait le point de transformation à réchauffement 
avant que l'acier ait subi ces traitements ; le point de 
transformation à réchauffement est lui-même notablement 
relevé; on voit ([ue, aux teneurs supérieures k 21 p. UM) 
de nickel, il se produit sous l'iniluence décos traitemonts, 
outre la suppression du retard, un rolovomenl dos deux 
points <lo transformatiim. 

Distinctions entre les aciers au nickel de diverses teneurs 
résultant des effets de la trempe et de Técrouissage. — Nous 
avons déjà fait constater que h^s aciers au nickel s(* com- 
portent très différemment au recuit et à la trempe, sui- 
vant qu'ils appartiennent k l'un ou l'autre (l(»s quatre groupes 
que nous avons constitués d'après les variations des pro- 
priétés mécaniques. L(»s aciers des (1(mix premiers groupes 
sont en particulier peu sensibles k la Irempe, qui agit da- 



A HAUTES TENEURS 445 

vantage sur ceux du troisième groupe, et très fortement 
sur ceux du quatrième groupe. 

Nous avons aussi fait constater que les aciers qui ont 
subi complètement la transformation irréversible, premier 
et deuxième groupe, s'écrouissent peu, que ceux du troi- 
sième qui l'ont subie incomplètement s'écrouissent notable- 
ment, et que ceux du quatrième groupe, qui ne Tout pas 
subie du tout, s'écrouissent considérablement. 

La même distinction doit être faite au sujet de l'action 
de la trempe et de récrouissago sur la position des points 
de transformation. Les aciers du premier et du deuxième 
groupe trempent et s'écrouissent peu, c'est pourquoi 
leurs points de transformation s'éloignent peu de leurs 
positions primitives sous l'action de la trempe et de 
l'écrouissage. Les aciers du troisième groupe, qui ne su- 
bissent que faiblement faction de la trempe et de l'écrouis- 
sage au point de vue mécanique, ne subissent aussi que 
faiblement leur action au point de vue du rapprochement 
des points de transformation, tandis que les aciers du 
quatrième groupe, qui trem|)ent et s'écrouissent fortement, 
subissent fortement l'action de ces deux traitements, d'où 
le rapprochement considérable des deux points de trans- 
formation qui est constaté. 

En résumé, l'hystérèse résiste à l'action de la trempe 
et de l'écrouissage, tant que l'augmentation de la teneur 
en nickel n'a pour effet que de produire de la dureté. Elle 
cesse de résister à leur action dès que l'augmentation de 
la teneur en nickel commence à atténuer la dureté, 
c'est-à-dire dès que la transformation irréversible cesse 
d'être complète. La concordance est ainsi parfaite entre 
les divers procédés qui mettent en évidence rinfluence 
de la transformation allotropique irréversible, ou mieux 
de la transformation allotropique à grande ht/stcrèsr^ 
sur les diverses propriétés physiques et mécaniques des 
aciers au nickel. 

{La suite 'à*Ja prochaine livraison.) 



BULLETIN. 

STATISTIQUE DE L'INDUSTSIB HIHÈItALE DE L'ITALIE EN 1900. 











2^.990 


M.i/s.no 




























10.406 


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23.7B3 


I0.4ti.34:t 










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1. 74 


m. m 
















l-.-iOO 


l.280.f«l 








































































55.105 











ïa.44 ( 

07,82 



^ ■ ''■»'- 



(filtrait de la Rivisla del Serriiio minerario oal 1000.) 



RECHERrUKS SliR LES ACÏERS AO NICKEL 447 



RECHERCHES 

SUR LKS 

ACIERS AU NICKEL A HAUTES TENEURS 

Par M. L. DUMAS, lujf(!;nieur des Arts et Meinu factures, 

In^cnicur-Conscil, Ancien Chef du Service métallurgique de la Société. 

de Conuiienlry-Kourchambault et Deca/eville. 

{Suite et fitt) (*). 



DEUXIÈME PARTIE. 
ACIERS AU NICKEL CARBURES, CHROMÉS ET MANGANÈSES. 

Influence des teneurs en carbone, chrome et manganèse sur 
les propriétés mécaniques des aciers au nickel. — l)(^s résul- 
tats particuliènMiiont reinarquahics ont été obtenus à 
Imphy, aux essais mécaniques, avec un acier au nickel 
dénommé à Torigine NC-i, dont la (tomposition chimique 
movennc est la suivante : 

iNickel 20 à 2:» p. 100 

Carbone 0,0 à 0,8 — 

Mant^anèse »Miviron 0,^) — 

Chrome 2à3 — 

Par ses i)ropriétés mécaniques (*), cet acier rappelle 
les aciers au nickel projjrement dits qui iront pas subi la 
transformation irréversible, quoiqu'il s'en éloigne noiable- 
ment par sa limite d'élasticité plus élevée et sa résis- 
tance à la rupture beaucoup plus considéral)le, en menu» 



(*j Voir suprù, p. Xn et suiv. 

(**) Voir le mémoire de M. Abraham [Annales des Mines, sep- 
tembre 1898, page 248}. 

Tome ï, "}' livraison, lUCii. 29 



448 RKCHERCHES Sî.iR LÈS ACIKRS AU NICKEL 

UMiips que par son alloiif^.'menl à la rupture beaucoup 
plus ^ran<L C'est pour obtenir cette amélioration Je la 
qualité qu'il a été fait une forte addition de cbronie, et 
([ue les teneurs en carbone et on manganèse ont été 
considérablement augmt^ntées. 

Le premier acier NC-4 ainsi défini ayant été obtenu 
par tâtonnements, nous av(ms cbercbé à nous rendre 
compte <lu mode d'action de cbacun des^ éléments le cons- 
tituant, et, par extension, de rinfluenco du carbone, du 
manganèse ou du cbrome sur les propriétés pliysiqu(»s et 
mécaniques des aciers au nickpl de toutes teneurs contc^ 
nant de notables proportions de ces trois éléments. 

Influence des mômes éléments sur Tétat allotropique 
des aciers au nickel. — Le carbone, le manganèse et le 
chrome ont, tous trois, une influence considérable sur les 
conditions dans lesquelles se produit la transformation irré- 
versible au refroidissement, inlluence qui est môme plus 
grande que celle du ni(*kel lui-môme. 

L'étude des aciers au nickel proprement dits a mis 
en évidence riniluence prépondérante de la position du 
point de transformation allotropiciue au n^lVoidissemeni, 
et a particulièrement attiré raitention sur les modifica- 
tions considérables que subissent les propriétés pliysi(jues 
i 1 mécaniques lorsque ce point de transformation s'abaisse 
au-dessous de la température ordinaire. Une étude di»s 
])rnpriétés physiques et mécaniques de racier NC-4, seni- 
i)lable à celle (pie nous avons faite pour les aciers au 
nickel proprement dits, démontre (pfil doit la plupart de 
ses propriétés particulières h la position très basse de son 
point de transformation irréversible au refroi<iissenient. 

l/aci<M^ au nickel N( -4 n'est pas magnckiciue ; or les aciers 
an ni(*k('l pi'o])rement dits sont tous niagnc'tiques, il (mi 
dilî'i'rci donc notablement. 'Son très grand allougenuMit et 
plusieurs autres propriétés mécaniquiîs très accen- 



A MAtTES TENEURS 449 

tuées l'éloignent niissi dos aciers au nirkel proprement 
dits : il ji'en doit pas moins êti*(» considéré comme faisant 
partie du même groupe que ceux de ces aciers qui n'ont 
pas subi la transformation irréversible; une intéressante 
expérience nous Ta démontré dès le début de nos re- 
cherches. 

Nous avons pu, grâce à l'obligeant intermédiaire de 
M. Ch. -Ed. Guillaume, qui a remis à Londres des échan- 
tillons de notre acier NC-4 a M- J. Dewar, Téminent pro- 
fesseur il la Royal Institution, profiter, dès le uïois d(» 
mai 1897, du refroidissement intense pro(hiit par l'air 
liquide. A la température de — 188", le magnétisme n'a 
pas ai)paru, si ce n'est dans un échantillon moins chargé 
que les autres en carbone, chrouK» et manganèse, qui 
s'est quelque peu transformé. Cette expérience a permis 
d'attribuer l'absenct» du magnétisme et les propriétés mé- 
caniques particulièn^s de cet acier à un abaiss(>ment très 
considéra])le du point de transformation irréversible au 
refroiilissement. 

On est ainsi amené à admettre que le carbone, le man- 
ganèse et le chrome ont, comme le nickel, non seulement 
une action directe résultant de leurs propriétés parti<*u- 
lières, mais encore une action in<Hrecte résultant de leur 
influence sur l'état allotropique de l'acier, et que cette 
dernière action est généralement prépondérante. C'est 
pourquoi nous donner* »ns, dans la suite de notre exposé, 
la première jjlace aux recherches relatives à l'état allo- 
tropique. 

Il ne suffit pas de constater rindiience du carbone, du 
uïanganèse et du chromer agissant simultanément, il con- 
vient de mettre (»n éviden<-e l'action particulière <ie 
chacun de ces trois éb'^ments ; nous rendrons compte suc- 
cessivement de nos rcM^herches relatives aux trois caté- 
gories d'aciers qui suivent : aciers au nickel carbures, 
aciers au nickel cliromés et acierss au nickel manganèses. 



450 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



PREMIÈRE CATÉGORIE. 



ACIERS AU NICKEL CARBURES. 



État allotropique. — Pour mettre en évideiure Tiii- 
llucnce (lu carbone sur Tôtat allotropique des aciers au 
nickel, il a été coivstitué des groupes dans lesquels la 
teneur en nickel varie peu. Chaque groupe coinnience 
par un acier au nickel très peu carburé, après quoi les 
échantillons sont classés par ordre de teneurs en carbone 
froissantes. 

L'ordre des groupes est celui des teneurs on nickel 
décroissantes, en commençant par la teneur de 31 p. ICK), 
limite au-dessus de laquelle il n'a pas été possible de |)ro- 
duire la transformation irréversible. 

Position des points de transfovmation, — li'état allo- 
tropique des échantiUons a seulement été constatj^^aux trois 
températures (|ui suivent : 1"-|- 15°, temi)éi-ature ordinaire; 
2** — 78**, ieini)érature produite au moyen de la neige <-ar- 
bonique; 3** — 1S8", température obtenue par Timmer- 
sion dans l'air liquide. L(». tableau XV donne l'état magné- 
tique k ces trois tem{)ératur(^s ; il est facile d'en <lé<luire 
entre quelles limites est compris le point d(î transformai ion 
au refi'oidissemcnt : sa position est soit supérienrcï à 
+ 15°, soit comprise entre -j- 15° et — 78°, soit comprise 
entre —78" et — 188", soit inférieure à — 188". 

« 

(\»s constatations suffisent pour mettre (mi évidcMice 
rinllueiice du carbone sur la position des points de trans- 
formation. 



A HAT'TES TENEURS 



451 



T.\Rr.F.Ar XV. 



di-s 



des 
«'•'haniilluDS 



II 



III 



IV 



VI 



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4- 
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Id. Id. 

Id. ifTêTer«ible. 

Id. rt*vcn»ibU'. 

Id. id. 

Id. Id. 

Id. Id. 

Id. irréversible. 

Id. réversible. 

Id. Id. 

Id. irréversible, 

trèi l'aibleroenl ma)ci>étiqne. 
mag^nétiaue irréversible, 
très raiblemenl ma(rnêtii|ue. 
niafçiietique réversible. 

Id. irn'verMiblo. 

Id. id. 

non lua^rnotique. 
maf^nrtjqiie Irréversible (*). 
non inajrnélique. 
m«g;nétiqiie irréversible (*;. 
nun niafrnéU«|iie. 

Id. 
inagriiiHiqiie irréversible. 

Id. Id. 

(rèfi faiblenient magnétique, 
niag-nétique irrévmiible. 
très faiblcnieiil mat^nétiqne. 
magnétique irréversible, 
non mug'nélique. 

Id. 
mafrnétiqne irréversible, 
nitn magnétique. 

Id. 
inau-iiélique irréversible. 
nf>n magnétique. 
IréH Iciréremenl miignétiipie. 
niapni'lique irréversible. 



(•; La transformation irréversible ne be produit à — 78" queloibque l'acier a 
été trempe. 



Dans lo fçnmpo I, lenours on nickel do 'M) h 31 p. 100, 
une très pe<it(î proportion <le rarlwme, 0,155 p. 100, 
abaisse lo point <!(> transfoi'iiiation irrovorsihlo, assez ponr 
(pril ne puisse pas être atteint inôine si l'on a recours à 
l'air li(iui<lo. 

ITno j)roportion de earhone noiahleniont ])lus oIovcm», 
0,322 et 0,617 p. lUO, est déjà nécessaire dans les 



452 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

groupes II et III, teneurs en nickel de 21) et 20 j). lÛO 
environ, pour abaisser ce point de transformation au-des- 
sous de — 78°. 

Le groupe IV, teneurs en nickel de 24 p. 100 environ, 
met en évidence un mouvement rapide d'abaissement du 
point de transformation, qui, après avoir dépassé -h 100" 
pour réchantillon (52) (Voir tableau IX), lorsque la pro- 
portion de carbone est do 0,151 p. 100, descend succes- 
sivement au-dessous de la température ordinaire lors- 
qu'elle atteint 0,415 p. 100, puis au-dessous de — 78°, 
et même de — 188° lorsqu'elle atteint 0,850 p. lOO. 

Ce mouvement d'abaissement est encore plus manifeste 
dans le groupe V, teneurs en nickel de 15 p. 100 envi- 
ron; les aciers deviennent non magnétiques à la tempé- 
rature ordinaire, lorsque la teneur en carbone dépas'se 
1 p. KM); réchantillon (25) est même non magnétique 
à — 78°, mais sa teneur en manganèse est élevée, envi- 
ron 2 p. 100. 

Le groupe VI ne contient que deux échantillons, un 
acier magnétique h la température ordinaire et un acier 
non magnétique à cette température, cv qui suffit pour 
faire constater qu'il existe un acier au nickel à 10 p. lOi) 
non magnétique. Et même l'échantillon (11) à 1,37 p. 100 
de carbone et 2,713 p. 1()0 de manganèse ne subit net- 
tement la transformation irréversil)le que dansi^air liquide, 
c'est-à-dire que 10 p. 1(X) de nickel, 1,37 p. 100 de 
carl)()ne et 2,713 p. lOO de manganèse équivalent à 
30,ii p. 100 de nickel, 0,093 p. 10<) do carbone et 
0,315 p. KX) de manganèse au point de vu(i de la po- 
sition du point d(> transformation irréversible au refroi- 
dissement. 

Action du carhouv, — Il résulte de ces constatations 
que ([uelques millièmes de carbone suffisent pour abaisser 
le point de transformation de plusieurs cenliunes de 
degrés. Le carbone joue le même rôle que le nickel au 



A HAUTES TENEURS 453 

|)<>int tii» vue <lo rabaiss(»inent <lii point de transforma- 
tion ; mais son action est Uoaiicoup plus intense à teneur 
(\irale. Il semble «prune unité de earbone produise le même 
abaissement que 20 unités de nickel. 

Cette propriété du carbone a déjà été mise en évidence 
par M. Osmond(*) dans ses expériences dassicpies sur 
Yauslnnte^ acier composé exclusivement de fer et do car- 
bone, non magnétique à. la température ordinaire. Cet 
acier se transforme et devient ma{<nétique lorsqu'il est 
immergé dans Tair liquide, (4 n^ste transformé au retour 
ix la température ordinaire ; la tnmsformationsemanifi^ste 
aussi, dans ce cas, par une augmentation du volume et 
de la dureté. 

Donc, le carbone seul peut, comme le nickel, <lonner 
à Tacier la proj)riété de subir la transformation irréver- 
sible, avec abaissement du point de transformation au 
refroidiss(^ment jusqu'à — 150° environ; on voit qu'il 
conserve cette propriété lorsque l'acier contient du nickel. 

Mais un artifice est nécessaire pour maintenir unifor- 
mément réparti, dans l'acier ne continuant pas de nic- 
kel, la proportion de carbone qui produit Tausténite ; 
M. Osmond n'a pu y parvenir qu'en ayant recours à la 
trempe, et n'a même pu obtenir par ce traitement qu'un 
mélange d'acier non magnétique et d'acier magnétique 
contenant environ moitié d'austénite. 

En présence du nickel, le carbone reste uniformément 
réparti dans l'acier, d'où l'cjbtention facile d'un métal non 
magnétique à la température ordinaire, sans recourir à 
l'artifice de la trempe, (/cpendant l'incorporation d'une 
j)roportion de carbone élevée n'est possible qu'avec l'aide 
d'une proportion notable de manganèse, qui doit être dcî 
plus en plus forte à mesure (jue la proportion de car])on(^ 



(*) Comptes llendus di' VAcnilvniie des Sciences, t. (^XXI, p. (ISl, 
novembre 189"»: — et Comptes Hendus. l. (^iXXVIII, p. \'M)'.\, juin ISOO. 



454 RECHKRCHKS SUR LES AriKRS AU NICKEL 

augmente. Il en résulte que les aciers au nirkel carbures 
deviennent en même temps, dans une certaine mesure, 
des aciers au nickel manganèses. C'est pourquoi nous 
n'avons pas poussé plus loin que 10 p. 1(MJ Tabaissenjent 
do la teneur en nickel sans faire intervenir un nouvel auxi- 
liaire, le chrome. 

Il n'en est pas moins démontré que, sous réserve do la 
difficulté qu'on éprouve à Tincorporer dans Tacier, le 
carbone doit ôtro considéré comme produisant, de m6me 
que le nickel et plus que lui, rabaissement du point de 
transformation au refroidissement ; d'oîi la possibilité d'ob- 
tenir sans chrome des aciers au nickel non magnétiques 
à la température ordinaire, comme rXC-4, c'est-à-dire no 
sulnssant la transformation irréversible qu'à température 
très basse, et ne l'ayant par conséquent pas subie à la 
température ordinaire. 

Action de la trempe et de Vécrouh^age, — La trempe 
et la déformation à froid ont, sur les aciers au nickel car- 
bures, la même action que sur les aciers au nickel j)ropre- 
ment dits; c<»s traitements tendent à détruire riivstérèse. 

Les échantillons (57) et (5()) (Voir tableau XV) ne 
subissent la transformation irréversible^ à — 78" qu'après 
avoir été tnMupés; la trempe relève leurs points de trans- 
formation. 

LVchantillon (47) à 23,40 p. KX) de nickel, 0,iS2 
p. 100 «le carbone et 0,453 p. 100 de manganèse, trempé, 
puis refroidi à — 78°, accuse la perte du mngnéiisme à 
525". Le magnétisme reparait à 310", et augmente» lente- 
ment d'intensité à mesure que la température s'abaisse; 
l'aiguille aimantée ne s'oriente perpendiculairement à la 
direction du champ tern^stre (lu'à 100". {\^\ acier n<jn 
trempé ne subit pas la transformation irréversible au- 
dessus (le — 7S"; le relèvenuMit du point d(» Iransforma- 
tion au refroidisscMuent, produit par la trempe, (^st tivs 
considérable. 



A HAUTES TENEURS 455 

Propriétés mécaniques. — lissais à la traction, — 
Des essais à la traction, auxciuels a été soumise cette 
série d'échantillons, permettent <Ie se rendre compte de 
l'effet produit par l'augmentation de la teneur en carbone 
sur les propriétés mécaniques, dans chacun des groupes 
qui viennent d'être étudiés au point de vue de leur état 
allotropique. 

Les échantillons ont été essayés trempés et non trempés. 

Les résultats de ces essais forment le tableau XVI. 

Les échantillons des groupes I et II, teneurs en nickel 
de 30 à 31 p. 100 et de 28 à 29 p. 100, qui, k la tempé- 
rature ordinaire, n'ont pas subi la transformation irréver- 
sible, sont des aciers du type métal doux à limite d'élas- 
ticité et résistance à la rupture p(»u élevée, s'abaissant 
encore considérablement par la trempe. Dans ces condi- 
tions, la variation de la teneur en carbone n'a pas d'in- 
fluence considérable. 

Dans le groupe III, teneurs en nickel de 25 à 20 p. 100, 
Tun, des échantillons (64), exceptionnellement peu carburé, 
0,063 p. lOO de carbone, a subi la transformation irré- 
versible malgré sa teneur en nickel élevée; l'autre, (60), 
qui contient 0,617 p. 1<)0 de carbone, ne Ta pas subie; 
les propriétés mécaniques de ces deux aciers sont fon- 
damentalement différentes. 

Non trempé, l'échantillon (64) n'accuse que 7 p. 100 
d'allongement à la rupture, tancHs.que l'échantillon (60), 
dans les mêmes conditions, en accuse 40 p. 100. Après 
trempe, l'échantillon ((ii) devient, probablement par suite 
de tapures, tellemcMit fragile (*) qu'il se rompt sous une 
faible charge, sans allongement, tandis que l'échanlil- 

(•) Les résultais de l'essai à la traction de cet échantillon après 
trempe n'ont pas été inscrits au tableau XVI, mais ce tableau dtmne 
ceux d'un essai à la traction de cet acier après recuit à 400«, d'où il 
résulte que l'absence presque compléter de carbone a pour consé- 
quence des relèvements très considérables de la limite d'élasticité et de 
la résistance à la rupture. 



450 



REOHKROHES SUR LES ACIKRS AU NICKEL 



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A HAUTES TENEURS 457 

Ion {()()) s'.ulonril parla Iroiiipo, à toi point qno son allon- 
gement à la rupture passe do 40 p. l(.Kj à r>9,îi p. KK), et 
que sa limite (rélasticité desrend de 50,8 kilogrammes 
par uiillimètre carré à 3<S,S kilogrammes; sa résistance à 
la rupture, de 83 kilogranmies par millimètre' carré, à 
72,7 kilogranmies. Il est difficile de mieux uKîttre en évi- 
denro l'action très considérable que peut avoir dans cer- 
tains cas le carbone, accompagné, il est vrai, d'un peu de 
manganèse, sur les propriétés mécaniques de l'acier. On 
remarquera, notamment, que Tacier (64) est sec et Iç 
devient encore davantage par la trempe, tandis que 
Tacier (GO), relativement doux, devient encore plus doux 
par la trenipe. 

Dans le groupe IV, teneurs en nickel de 24 p. 100 
environ, les deux premiers échantillons, (52) et (50), ont 
subi la transformation irréversible, mais leurs points de 
transformation ne sont pas très éloignes de la température 
ordinaire ; c'est pourquoi la trempe no modifie pas beau- 
coup les limites d'élasticité et les résistances à la rupture, et 
augmente un peu les allongements p. iOO à la rupture. 

Il n'en est plus de môme lorsque la teneur en carbone 
continue à augmcMitor. Los aciers (57) et (56), teneurs en 
carbone 0,415 et 0,6io, non magnétiques à la tempéra- 
ture ordinaire, se font nmiarcpier [)ar leurs grands allon- 
gements à la rupture; ils s'adoucissent nettenioni par la 
trempe. 

Le dernier échantillon du groupe (46), dont la teneur 
en carbone et la teneur en manganèse, 0,850 et l,il5, 
deviennent élevées, et ((ui ne subit pas la transformation 
irréversible, niênH» dans l'air li(iui(le, s'adoucit encore pai* 
la trempe, mais son allongement p. KM) à la ruphire est 
moindre que celui des échantillons précédents, et sa 
limite d'élasticité (»st j)lus élevée. L'influenoe durcissante 
du carbone tend à s(î manifester; il est vrai que celle du 
manganèse vient s'y ajouter. 



458 RRCHERrHES ST7R LES ACIERS ATJ NICKEL 

Dans le groupe V, le premier érliantillon, (20), qui ne 
contient que 0,102 de carbone, a nettement sul)i la trans- 
formation irréversible ; il accuse une liniilo (rélasticité et 
une résistance à la rupture élevées. Il n'a pas été soumis 
à la trempe qui l'aurait rendu' sec, mais à un recuit à la 
température du })ois étincelant, 380°, qui a relevé beaucoup 
son allongement à la rupture. 

La teneur en carbone, pcu'tée à 0,780 p. 100 dans 
réchantillon (27), a fait disparaître presque complètement 
le magnétisme à la température onlinaire. A cet abaisse- 
ment du point de transformation C(>rrespond un abaisse- 
ment considérable de la limite d'élasticité et de la résis- 
tance à la rupture, avec augmentation de rallongement à 
la rupture. L'adoucissement de l'acier par la trempe est 
moins net que dans les grouj)es précédents ; cependant il 
est bien accusé pom* les échantillons (11)) et (25). 

L'échantillon (21), pour lequel la teneur en carbone at- 
teint 1,300 et la teneur en manganèse 2,072 p. KM), ac- 
cuse encore im bel allongement à la rupture, 32 p. 100, 
avec 2î) p. 100 de striction; mais cet acier, conmuî d'ail- 
leurs tous les aci(Ts de ce groupe, sauf le premier, donne 
lieu à de nombreuses ruptures des épronvettes hors 
rejières, c'est-à-dire à des résultats irréguliers. On 
doit en conchire que l'introducticm du (*arbone à haute 
dose, quoicpfelle abaisse le point de transformation, et 
augmente par conséquent rallongement, a une influence 
fâcheuse; le carbone est loin d'avoir, au point de vue des 
proj)riétés mécaniciues, la valem* du nickel, (pi'il a très 
bien remplacé aii point d(i vue de la trausformatiun allo- 
tropiipie. 

Le groupe VI, teneurs en nickel di^ lOp. 10() environ, ne 
contient cpie deux échantillons: un acier à faible hMieur 
en carbone, 0,1<)7 p. loo, qui a subi la ti'ansforniation 
irréversible à la température^ ordinaire^ et un acici* h très 
haute teneur en carbone, l,37n p. i(M), non magnéticpui 



A HAUTES TENEURS 159 

à la lempératliro onlinaiiv. Lo |»roinlt»r est un acier du 
type à haute limile d'élastieitê, ([ui ilureitquehjue peu par 
la trenipe ; le meilleur traitement à lui faire suhir est un 
recuit à la température tlu bois étincelaut, i4R^'* environ. 
Le secontl. qui se comporte très médiocrement à l'essai 
d(» traction îles deux éi»n>uvettes se sont l'ompues hors 
repères), st^mhle s'adoucir quelque peu par la trempe. 
C'est un acier de peu de valeur, quoi(pie«lu type doux : le 
seul intérêt qu'il présente est de démontrer que les aciers 
à lo p. 1<H) d(» nickel peuvent avoir des teneurs en car- 
bone aussi élevées que 1,37 p. ltK>, tout en <'Onservant un 
allongement à la rupture noUible, soit avant, soit après 
la trempe. Les aciers au nickel à teneurs en carlH)ne 
élevées, c'(»st-ii-dire dépassant 0,0 à 0,8 p. 100, ne sont 
j)as des produits métallurgiques bien intéressants. 

L'ensembh* de ces résultats démontre que l'inlhuMK'e 
de 1 état allotropitpie sur hîs propriétés mécani<iues de ces 
aciers est tout à fait prépondérante. 

Effi*i flif n*froidissenirnf à TS'*. — Nous donnons ci- 
après (tableau XVII) les résultats d'essais à la tracticm 
obtenus avec des éprouvetles des échantillons (hi pn>upe IV 
rc^froidies par immersion (huis un bain de neige carbonique. 



Tahlkm: XVII. 





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460 RECHEHCHES StîR LES ACIERS AU NICKEL 

Ces éprou voiles ont été |>n>alahloiiient trempées, ou pas 
trempées. 

Si on compare ces résultats avec ceux qui ont déjà été 
obtenus avec les mêmes échantillons, et qui sont inscrits 
au tableau XVI, on constate que le refroidissement a 
beaucoup augmenté la limite d'élasticité et la résistance 
H la rupture des échantillons (52) et (50), en diminuant 
leurs allongements p. 100 à la rupture. Les essais à la 
traction de ces aciers, ainsi traités, dcmnent des résultats 
remarquables : haute limite d'élasticité, 120 kilogrammes 
environ par millimètre carré; haute résistance, 140 kilo- 
grammes environ par millimètre carré, et bel allongement 
à la rupture, 15 p. 100 environ. 

Un résultat semblable a été obtenu avec Térhantil- 
lon(57) trempé, tandis que ce même échantillon non 
trempé restait à peu près insensible au refroidissement; la 
trempe a relevé le point de transformation irréversible 
au refroidissement au-dessus de — 78*". 

L'influence du refroidissement est à peu près nulle pour 
Téchantillon (56), dont le point de transformation reste 
au-dessus de — 78". 

Les résultats constatés permettent d'admettre que les 
aciers au nickel carbures, au moins ceux qui sont modéré- 
ment carbures, se comportent au refroidissement comme 
des aciers au nickel proprement dits, demi le point de 
transformation a la même positicm sur réchelle des tem- 
pératures. 



A HAUTES TENEtîRS 461 



DEUXIÈME CATÉGORIE, 



ACIERS AU NICKEL CHROMES, 



Utilité du chrome. — Les propriétés niécaniquos mé- 
diocres de certains aciers au nickel fortement carbures 
paraissent avoir pour cause principale la difficulté avec 
laquelle le carbone s'incorpore dans ces aciers. Le manga- 
nèse, qui dissout le carbone beaucoup mieux que le fer, ne 
donne de bons résultats que lors({ue la teneur en carbone 
est inférieure à 0,5 ou 0,6 p. 1(K); c'est ainsi qu'on a été 
amené à employer le clirome, qui est tm dissolvant du 
carbone beaucoup plus puissant que le manganèse. Il a été 
reconnu que, généralement, l'introduction de 2 à 3 p. 100 
de chrome améliore les propriétés mécaniques ; ce métal a 
ausî^i été employé en proportions moindres et piuibis en 
proportions plus fortes. 

État allotropique. — Position des points de transfor- 
mation atlotrofjviue. — Ncms avons constitué des groupes 
de teneurs en nickel à peu près uniformes, dans lesciuels 
nous avons inscrit les divers échantillons dans Tordre de 
la position de leurs points de transformation irréversible 
au refroidissement. On constatera que cet ordre est 
presque exactement celui de la teneur en carbone, dont 
l'influence sur la position de ce point de transformation 
est prédominantes 

Nous n'étudierons pour le moment ciue les aciers au 
nickel chromés pouvant subir la transformation irréver- 
sible; aussi limiterons-nous notre examen aux teneurs (mi 
nickel inférieures à 29 p. 100. Nous inscrivons les résultats 
obtenus au tableau XVllI, en suivant pour les groupes 
Tordre des teneurs en nickel décroissantes Ce tableau 



/.iï 



RECHERCHEî^ SUR LES ÀCÎERS AU N*ÎCKEL 

est soinblable à celui que nous avons dressé pour les 
aciers au nickel carbures. 

Tablkau XVIII. 



BtSlGNATIOX 

des 

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IV 

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VII 



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0.1180 

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3.020 
2.02:) 
2.1121 

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3.102 
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188» 
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» — 



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2'i.8i.) 



t — 



1.')" raihlemciit ma^rut^liquc ri'ViTfiible. 
iiia^fi^nétiqiiu irréversible (*}. 
très Taiblement matçiuHique réversible, 
mai^nétique réventible. 
magnétique rérentihlo. 
magriictique irrévorsible. 

Id. 

Id. 

Id. 

Id. 
non mafriit'tique. 
mafrnéliquc irréversible, 
non niugnetiqne. 
magnétique irréversible, 
nun magnétique, 
raagnétiquo irn'vcrsibi»*. 
ntin niagnctiqui*. 
magnétique irréverhible. 
non aiHgnctiqur>. 
niagnétiquu irrévendble. 
non magnolique. 
mugnéliqup irn-versiblc. 
non magni'tique. 
niaK^nctique réverHiblc. 
non magnt'-liqui'. 
ma;rnétiquo réversible, 
o-i >i\\ -\- 10' non niagnélique. 
* ' I — 78" niagni'tiquc réversible, 
magnétique irréviTbible. 

Id. 
non magoelique. 
miignélique irréversible. 
ni)n magnétique, 
magnétique irréversible ('>. 
non magnétique. 
mHgui'lique irréversible (*). 
non mugné tique. 

Id. 
magnétii{ue irréversible, 
non magnetiquii. 
magnétique irrévernible (*). 
non magnétique. 
Id. 
Id. 
Id. 
magiuHique irréversible, 
très faiblement magnétique. 
i.V Id. 

78"* magnétique irréversible. 






* — 

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17.24 
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l.> 
15» 
7s» 
7S' 

l8S" 

7S" 
l8^<'' 

l.> 

78- 



;•;• <-el •'chiinlilloii ne devient maj;iiélique irrévt rsible, a -- /«S", que lorsqu'il a été trempé. 



A HAUTES TENEURS 463 

Dans le groupe I, réchantillon (70) subit la transfor- 
mation irréversible à — 78®, malgré la présence tlu 
chrome, en faible proportion, il est vrai, 0,255 p. 100, et 
aussi malgré la teneur élevée en nickel, 28,8 p. 100. Par 
contre, la teneur en carbone est très faible, 0,105 p. 100. 
L'échantillon ;60) ne subit pas cette transformation, mémo 
dans Pair liquide, quoique la teneur en nickel ait diminué; 
les teneurs en carbone et en chrome sont beaucoup phis 
élevées. 

L'échantillon (70) ne subit la transformation irréver- 
sible dans la neige carbonique que lorsqu'il a été soumis 
à la trempe; ce traitement relève le point de transforma- 
tion irréversible au refroidissement, qu'il y ait ou non du 
carbone et du chrome. 

Le groupe II, teneurs en nickel de 19,56 k 2-i',80 p. 100, 
comprend cinq échantillons, (iO) à (37), ayant subi la 
transformation magnétique irréversible à la température 
ordinaire. On remarquera que leurs teneurs en carbone 
sont peu élevées, 0,105 à 0,280 p. 100, tandis que leurs 
teneurs en chrome atteignent jusqu'à 0,712 p. 100, ce 
qui montre que ce métal a par lui-même une influence 
peu considérable. 

Les cinq échantillons qui suivent, (39) à (34), sont non 
magnétiques à la température ordinaire, mais sTibissent 
la transformation irréversible dans la neige carboni({ue; 
la position du point de transformation irréversible au refroi- 
dissement est comprise entre 0" et — 78". La teneur en 
carbone s'élève jusqu'à 0,345, avec 0,875 de chrome. 

L'échantillon (45) ne subit la transformation irréver- 
sible que dans l'air liquide; cependant la teneur en chrome 
s'est abaissée à 0,284 p. 100; mais la teneur en carbone 
s'est élevée à 0,455 p. 100. 

Les trois derniers échantillons, dont les teneurs en 
carbone et en chrome sont beaucouj) plus élevées, ne 
subissent pas la transformation irréversible dans la neige 

Tome I, 1902. 30 



46 1 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

carbonique, mais ils subissent la transformation réversible 
k — 78° ; le point de transformation réversible n'est pas 
abaissé par le chrome, dans le groupe II aussi bien que 
dans le groupe I. 

Les deux premiers échantillons du groupe III, teneurs 
en nickel de 15,08 à 17,50 p. 100, ont subi la tVansfor- 
mation irréversible h la température ordinaire ; cepen<lant 
la teneur en chromo de Téchantillon (32), 2,740 p. 1<X), 
est très élevée, mais la teneur en carbone est très faible : 
0,070 p. 100. 

Les trois échantillons qui suivent, (22) à (31), sont non 
magnétiques à la température ordinaire, niais subissent 
la transformation irréversible dans la n(Mge carbonique; 
les deux derniers ne la subissent, à cotte température, 
que lorsqu'ils ont été trempés, ce qui indique pour ces 
doux échantillons un abaissement du point de transforma- 
tion plus grand que pour le précédent. La teneur en car- 
bone atteint 0,505 p. 100 avec 1,770 de chromo. 

L'échantillon (28) est non magnétique, môme dans Tair 
liquide, (juoiqu'il ne contienne que 1G,05 p. 100 de nickel 
et 3,020 p. 100 de chrome et seulement 0,535 p. 100 de 
carbone. On voit que les proportions do c<^s trois éléments 
que contient Tacior dénommé à Imphv à Torigino N'C-4 (*) 
sont plus que suffisantes pour abaisser le point do trans- 
formation irréversible au-dessous do — 188°. 

Le groupe IV, teneurs on nickel do 10,lf) à 14,40p. 100, 
C(miprend un échantillon ayant subi la transformation 
irréversible, Téchantillon (13) à 2,921 \). 100 do chromo, 
ce qui est une proportion élevée, mais à 0,312 de car- 
bone, ce qui est une proporticm faible. L echantilhm (15), 
dont la teneur on chrome est à peu près la mômo ot la 
teneur on carbone à pou près (loubl(\ 0,720 p. 100, est 
non magnétique à la température ordinaire, et subit la 



(*) ^u t!oinposition a été donnée paKe 44*< 



A HAUTES TENEURS 465 

transformation irréversible dans Tair liquide, lorsqu'il a 
été trempé. 

L'échantillon (18), dont les teneurs en carbone et en 
chrome sont un peu plus élevées, est non magnétique 
dans la neige carbonique. L'échantillon (16), dont la 
teneur en carbone est de 1,100 p. 100 et la teneur en 
chrome de 3,550 p. 100, est non magnétique, même dans 
l'air liquide. 

Imphy a réussi à obtenir, groupe V, un acier au nickel 
à 7,28 p. 100 de nickel, non magnétique, mémo dans l'air 
liquide. 

Le groupe VI, teneur en nickel de 5 p. 100 environ, 
contient deux échantillons, dont l'un a subi la transforma- 
tion irréversible à la température ordinaire, tandis que 
l'autre ne la subit que très faiblement à — 78°; le 
premier, (4), a une teneur en carbone beaucoup plus 
faible, 0,520 p. 100, que celle du second, (5), qui est de 
1,132 p. 100; les teneurs en chrome sont toutes deux de 
3 p. 100 environ. 

Les fortes additions de carbone et de chrome permettent 
d'obtenir des aciers non magnétiques à teneurs en nickel 
très faibles, mais elles durcissent beaucoup l'acier, quoi- 
qu'elles le rendent non magnétique, à tel point qu'il devient 
impossible de l'usiner, même pour obtenir la limaille néces- 
saire pour faire l'analyse. Aussi a-t-il fallu limiter la pro- 
portion de chrome dans les a«iers h teneurs en nickel très 
faibles et h teneurs en carbone très élevées. Imphy a 
obtenu un échantillon, (3), à peu près non magnétique à 
la température ordinaire, qui subit la transformation irré- 
versible entre 0" et — 78°. II ne contient que 2,10 p. 100 
de nickel et 0,445 de chrome avec 1,650 de carbone. 

Action (In chrome, — De l'ensemble de ces résultats, 
il se dégage que les abaissements de points de transfor- 
mation, dans le tableau qui vient d'être examiné, sont 
dus à l'action du carbone plutôt qu'à celle du cliromc, 






466 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

raction du carbone devenant beaucoup plus intense en 
présence du chrome. 

Ce rôle joué par le chrome se manifeste nettement dans 
les trois échantillons modérément carbures et plus forte- 
ment chromés (90), (91), (92), qui contiennent respecti- 
vement : 15,48, 15,50 et 24,20 p. 100 de nickel; 0,27, 
0,29 et 0,31 p. 100 de carbone; 5,50, 9,05 et 5,29 p. 100 
de chrome. Au point de vue de la teneur en nickel, deux 
d'entre eux appartiennent au groupe III et Tautre au 
groupe II. Le premier de ces aciers est non magnétique 
à la température ordinaire et à — 78° ; le second est non 
magnétique à — 188°, et le troisième magnoti(iuo réver- 
sible k cette dernière température. 

Il est donc évident que le chrome abaisse le point de 
transformation irréversible au refroidissement d'autant 
plus qu'il est en proportion plus forte. Mais il est à remar- 
quer que, même s'il n'avait aucune action par lui-même, 
le chrome agirait déjà dans ce sens simplement parce qu'il 
réduit la proportion du fer par rapport à celle du nickel ; 
son action ne peut donc être constatée nettement que si 
le nickel est éliminé. 

Aciers au chrome saîis nickel. — Le chrome seul 
abaisse-t-il les points de tnmsformation iiTévorsible ? 
Pour répondre k cette question, Imphy a préparé trois 
échantillons d'aciers k hautes teneurs en chrome, ayant 
des teneurs en carbone aussi faibles que possible et des 
teneurs en nickel k peu près nulles ; ce sont les échan- 
tillons (93), (94) et (95), dont les teneurs en chrome sont 
respectivement: 14,40, 21,06 et 29,21 p. 100. 

Ces aciers sont tous trois très magnétiques à la tem- 
pérature ordinaire. Imphy a déterminé au four chauffé 
électriquement la position de leurs points de transforma- 
tion k réchauffement et au refroidissement ; les résultats 
obtenus sont inscrits au tableau XIX : 



A HAUTES TENETRS 



467 



Tablkai' XIX. 



DÉ8«r„\ATIO?l 

des 
échantillons 



(94) 



TENIIHH BM 



Carbone 



0.87 
0.6-2 



Chrome 



l'i.40 
i?i.06 
21». Jl 



POAITIONR DBH POIMTH DB TRA.f SrORMATION 



à l'échauffemeiit 



71> 
fi?.')" 
(i'iO" 



au refroidissement 



«iSô- 
«'*0- 



On peut en conclure que les deux points de transfor- 
mation s'abaissent très lentement à mesunî que la teneur 
en chn)me augmente, et qu'il se produit entre res deux 
points de transformation un écart tri^s faible. La transfor- 
mation nous semble devoir être considérée comme étant 
du type irréversible, quoiqu'elle soit à très faible hvsté- 
rèse. En effet, elle a les principaux caractères de la trans- 
formation irréversible des aciers au nickel, en particulier 
celui de se produire à des températures qui dépendent 
surtout de la teneur en fer. 

Imphv a cherché à préparer des aciers contenant 
40 p. 100 de chrome, mais n'a obtenu que des aciers 
non forgeables. Il semble que la solubilité du chrome 
dans le for ne jKTmette pas d*obtenir des aciers à 
40 p. 10()de chromo dans les conditions réalisées au four 
à creuset. Nous avons dfi, par conséquent, nous borner 
à suivre l'abaissement des points de transformation irré- 
versible jusqu'à 29,21 p. iO() de chrome, teneur qui est 
bien loin d'être assez élevée pour amener le point de 
transformation au refroidissement au-dessous de la tem- 
pérature orcHnaire. 

L'abaissement très lent de ce point de transformation 
est en grande partie la conséquence du peu d'intensité 
de riivstérèse, contrairement à ce qui se produit avec le 
nickel et le manganèse. Mais, précisément parce qu'il ne 
se produit pas d'hystérèse notable, on doit, croyons-nous, 
attribuer à l'action du chrome seul rabaissement des 



468 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

points do transformation qui est constaté au tableau XIX, 
quoique les teneurs en carbone dos trois échantillons soient 
de celles qui abaissent très fortement les points de trans- 
formation irréversible dos aciers au nickel chromés. En 
effet, un écart très grand entre les points de transfor- 
mation à réchauffement et au refroidissement accom- 
pagnant toujours rabaissement produit par le carbone, il 
ne peut pas être considéré comme la cause d'un abaisse- 
ment des deux points de transformation se produisant 
sans écart notable entre ces deux points. 

Cet élément existe, par conséquent, à un état tout 
particulier dans les aciers à hautes teneurs en chromo. 
Cet état particulier a été étuché par M. Osmond, dans un 
important mémoire (') rendant compte de recherches rela- 
tives il une série d'acier» contenant de 0,29 h 9,18 p. UX) 
de chrome. Elles font connaître des modifications consi- 
dérables de la structure, produites par les recuits à très 
hautes températures, et détruites par le forgeage, (|ui 
rétablit la structure primitive. Ces nuxlificalions sont attri- 
buées par M. Osmond à des modifications de Tétat <lu 
carbone dissous de plus en plus dans Tacier, à mesure 
que la température s'élève, tandis que, sous Tinfluence du 
forgeage, il se concentre en certains points parliqualion, 
à Tétat de carbure de fer et de chrome. Il en résulte que 
les points de transformation au refroidissement de ces 
aciers s'abaissent sous l'influence d'échauffements à tem- 
pératures croissantes. Il convenait donc de se rendre 
compte de l'influence de ce traitement sur la position des 
j)oints de transformation de nos aciers à teneurs en chrome 
plus fortes ; en conséquence, nous avons fait de nouvelles 
déterminations des points de transformation des échan- 
tillons (94) et (9o) en les soumettant à des températures 



(*) liecfierches sur les aciers ckroniés (Extrait du Mémorial de l' Ar- 
tillerie de marine y 1893). 



A HAVTKS TENF.rRS UÎO 

lie jihis en plus (■levûos. Les ri-siiltals olitemis oui été 
im^rrits au talileati XX, 



/ S 



Ces échantillons se comiiurtont coniuio les aciors à 
teneura inférieures à lU p. 1<XJ do ehnmie que M. 0»moii<l 
;i étndiés. Le» points <le trani^forniation au refroidisse- 
ment s'abaissent bien tlo plus en plus, à mesure que le 
refroidissement se prmluit à partir d'une température plus 
élevée, tandis ([ue les points de transformation à l'échauf- 
fcinent restent à peu prés fixes, ce qui conesjioml ii une 
aufriueutation de i'hvslérèse, auf^meutation d'ailleurs très 
faible. 

Ces i-onstatations nous conduisent ii admettre décidément 
que le chrome, par lui-même, sans l'aide du <-arboue, 
abaisse les points do transformation des aciers au chrome, 
mais les abaisse très lentement. 

Cette action directe du chrome sur les points de trans- 
formation s'ajoute probablement à celle du nickel lorsque le 
chrome lui est associé, maiselleestsifaiblc qu'elle devient 
négligeable relalivomeut à son action indiroclu jiar l'in- 
termédiaire du carbone, action i^ui est accompagnée de 
beaucoup d'hystércse. C'est doue presque exclusivement 



470 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

cette action indirecte qui rQnd le chrome si utile dans la 
préparation des aciers au nickel. 

L'action prépondérante appartient bien au carbone, car, 
pour qu'il y ait abaissement considérable du point de 
transformation au refroidissement, il est indispensable que 
la teneur de cet élément soit notable. Cela résulte nette- 
ment de la comparaison des deux échantillons suivants : 
1° Téchantillon (32), très magnétique à la température 
ordinaire, quoiqu'il contienne 17,24 p. 100 de nickel et 
2,74 p. 100 de chrome. Mais la teneur en carbone est 
extrêmement faible, 0,070 p. ItK), et, quoique son activité 
soit exaltée par la présence (fune forte quantité de chrome, 
elle (îst trop faible pour abaisser considérablement le point 
de transformation. 2" Au contraire, l'échantillon (35), (jui 
ne contient que 0,905 p. 100 de chrome et seulement 
lî),88 p. 100 de nickel, est non rnagnéticiue à la tempé- 
rature ordinaire, i)arce qu'il contient 0,294 p. 1(J0 de 
carbone, proportion peu élevée, mais suffisante, grâc(^ à 
l'action du chrome sur le carbone. 

Positions des points de traits formation des aciers an 
nickel chromes après trempe et écrotiissage. — Nous 
avons eu dt'^jà l'occasion de signaler plusi(nu-s échantil- 
lons qui, non ti'empés, ne subissent pas la transformation 
iiTévcrsiblo lorsqu'ils sont refroidis au inoyen de la neige 
carbonique, et la subissent dans ces mêmes conditions 
lorsqu'ils ont été trempés. La trempe agit sur ces aciers 
au nickel chromés comme sur les aciers au nickel propre- 
ment dits. 

Imphy a déterminé au four chauffé électriquement la 
position des points de transformation à réchauffement et 
au l'efroidissement de quatre échantillons qui ont été 
soumis à la trenipci ou à la trempe suivie^ de récrouissnge. 

Le tableau XXI donne les résultats de ces déterminations. 



A HAUTES TENEURS 



471 



Tableau XXI. 



IUl(!ilTlll 


TCMECnS 1 


i.> 


*.», 








f<hu<illHS 


(uUtt 


ChrtM 


IkkH 


^30) 


O/.tïJ 


0.71 


21.16 


i35.» 


o.m 


0.U6 


19. S8 


.20) 


0.:W7 


1 . 75 


16.06 


{!:.. 


0.726 


2.70 


12.0i 



TBAITKMEXTS 

•uNs 

par les 

échaoUlIons 



trempe 

Id 

trempé et éc roui. 
Id. 



PO«ITIO?IS DKS rOlJIT» l»R 

transformation 



réchauffement 



57U- 
«•20» 
6Ô0- 



au 
refroidissement 



5i.> 
:>'i0* 
280» 
:»ÎK)- 



Les échantillons (39) et (35), qui ne subissent pas la trans- 
formation irrévei^sible dans la neigo carbonique, la subissent 
lorsqu'ils y sont immergés après avoir été trempés. La 
trempe a, en outre, pour effet d'annuler presque entière- 
ment le retard à rai)parition du magnétisme, qui est la 
mesure de Thystérèse; ce retard n'est plus que de 20 de- 
grés pour Téchantillon (39) et de 30 degrés pour l'échantil- 
lon (3r)). 

La comparaison des résultats de ces déterminations 
avec ceux (jui ont été obtenus avec les aciers au nickel 
proprement dits trempés et écrouis, inscrits au tableau XII, 
montre (^ue les échantillons (39) et (li5), quoique ne con- 
tenant que 21,16 et 19,88 p. lOO de nickel, font partie 
de la catégorie des aciers les plus sensibles à l'action de 
la trempe ; le magnétisme reparaît très rapidement h la 
température du point de transformation au refroidisse- 
ment, relevé à peu de distance du point de transforma- 
tion à réchauffement. Or ces conditions ne se réaliscMit 
pour les aciers au nickel proprement (hts que lors({ue la 
teneur en nickel est d'au moins 27 p. 100. 

Il en est à peu près de même pour l'échantillon (15); il 
appartient à cette même catégorie d'aciens, (pioique ne 



». 



472 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

contenant que 12,04 de nickel, mais avec 0,726 de car- 
bone. 

L'échantillon (29) à 16,06 p. 100 de nickel, 1 ,75 de chrome 
et 0,397 p. 100 de carbone, fait partie de la catégorie des 
aciers qui ne sont sensibles que partiellement à Taction de 
la trempe et de la déformation à froid ; Taiguillc aimantée, 
qui accuse Tapparition du magnétisme, se met en mouve- 
ment à 280° pour n'arriver à être perpendiculaire à la 
direction du champ terrestre qu'à 50°. Ces conditions 
sont, pour les aciers au nickel proprement dits, celles des 
teneurs comprises entre 21 et 27 p. 100. 

De ces dernières constatations, comme des précédentes, 
il résulte que le carbone, accompagné de chrome, pro- 
duit, à teneur égale, beaucoup plus d'hystérèse que le 
nickel. 

Le grand abaissement du point de transformation au 
refroidissement, produit par Tensemble de ces deux 
éléments, est du surtout à Técart énorme qui se produit 
par hystérèse pour ces aciers entre le point de transfor- 
mation il réchauffement et le point de transformation au 
refroidissc^ment. 

Propriétés mécaniques. — Essais à la traction. — Nous 
avons soumis à des essais à la traction les échantillons 
(\U{i nous venons d'étudier au point de vue de la transfor- 
mation allotropique. Les résultats de ces essais sont 
donnés au tableau XXII (p. 474-475). 

Les échantillons du groupe I n'ont pas subi la transfor- 
mation irréversible à la température ordinaire; ils sont 
donc du type acier à grand allongement à la rupture. On 
remarquera rinfluence favorable du chrome, (jui, à faible 
teneur, 0,555 p. 100, dans Téchantillon (70), et k teneur 
éh»vée, 2,5ii5 p. KX), dans réchaiitillon (66), relève la 
liniilo (réhisticité, la résistance à la rupture, et même 
rallongement à la rupture dans les échantillons trempés. 



A haï Tf^S TENKT'RS 473 

La haute résistance à la niplure de l'échantillon \i56) pa- 
rait duc aux teneurs en carbone et en chrome. 

Le groupe II forme un ensemble créchantillons très 
intéressant au point de vue des applications. Il est heu- 
reux que nous ayons pu ne pas nous borner à les essayer 
il la traction ; en effet, les essais de choc sur barrettes 
entaillées, suivant la méthode de M. Frémont, mettent 
encore mieux en évidence, on le verra plus loin, Tamélio- 
ration de laciuahto produite par Taddition d'une proportion 
faible ou forte de chrome. 

Les échantillons (40) et (37), qui ont subi la transfor- 
mation irréversible à la température ordinaire, forment 
un premier sous-groupe bien caractérisé par sa haute 
limite d'élasticité et sa haute résistance à la rupture; 
l'allongement est resté considérable, rinfluencedu chrome, 
à la proportion de 5 ii 8 millièmes, est évidemment favo- 
ra!)le au point de vue des propriétés mécaniques. 

A mesure que la teneur en carbone augmente, c'est-à- 
dire à mesure que le point de transformation se rapproche 
de la température ordinaire, la transformation irréver- 
sible devient moins complète, et les propriétés méca- 
niques se modifient en conséquence. 

Les échantillons (39) et (35) présentent cette particu- 
larité que les résistances à la rupture sont plus élevées 
après trempe qu'avant trempe, quoique ces aciers soient 
du type acier à basse limite d'élasticité et à grand allon- 
gement, ce qui s'explic^ue par le relèvement du point de 
transformation produit par la trempe. Leur ([ualité est 
bonne, quoique leur teneur en chrome soit un peu trop 
élevée. 

En effet, les opérations (44) à (45), qui forment un 
autre sous-groupe, accusent une (pialité tout à fait remar- 
quable comme aciers à gi-and allongement ii la rupture, 
en même temps (jue résistance à la rupture élevée. Leurs 
teneurs en chrome sont moindres que celles des deux 



474 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 




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A HAUTES THNFXRS 



475 






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476 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

opérations précédentes ; Tnne d'elles, (fô), n\i que 0,284 
(le chrome avec 0,455 de carbone, 0,(>05 p. 10() do 
nianpanèse et 23,26 de nickel ; elle peut cependant être 
signalée comme un excellent acier. On voit qu'une pro- 
portion de 0,3 à 0,4 p. 100 de carbone avec la (juantité 
de chrome nécessaire pour Tincorporer améliore beaucoup 
la qualité des aciers au nickel à teneurs de 20 à 25 p. KXL 

Les échantillons (59) et (55) forment un autre sous- 
groupe, caractérisé par des teneurs on carbone plus fortes 
et des teneurs en chrome bc^aucoup plus élevées, 
2,5 p. 100 en\iron. Leurs limites d'élasticité et leurs 
résistances à la rupture sont plus él(»vé(^s, leurs allonge- 
ments à la rupture un peu moindres; ce sont encore d'c^x- 
cellents aciers. L'acier qui a été dénommé à Impli y NC- 1 (*} 
fait partie de ce sous-groupe. 

Le groupe III, teneurs en nickel de 15,30 h 17,5 p. 10<'j, 
comprcMid deux échantillons, (32) et (33), ayant subi la 
transformation irréversible, qui accusent des résistances 
à la rupture et des limites d'élasticité très élevées, jus- 
qu'à 150 kilogrammes et 125,5 kilogrammes par millimètre 
carré i^espectivement. Les allongements à la rupture sont 
faibles; ils ne dépassent pas d(* beaucoup S p. 1()<». ("est 
ce que faisait prévoir hi position de leur point île transfur- 
mation ; mais Tinfluence du chrome est seiisiijlc, il relève 
beaucoup les résistances, surtout celle de l'échantillon le 
plus carburé, quoiqu'il soit peu chromé. 

L'échaniillon (23) est très remanjuable. 11 est très ma- 
gnétique, d'où une limite d'élasticité et une résistance à 
la rupture élevées, surtout avant trempe ; il accuse cepen- 
dant des allongements à la rupture très élevés. 

Les échantillons (22) à (3^) scmt non magné(,i(iues à la 
température ordinaire», et accusent en consétpience d(î 
grands allong(Mn(»nls à la ruptun»; mais rinlliience du 



(*) Voir, pa^e i47, la coiiipo^itiou chimique de l'acier NC-4. 



A HAFTES TENEURS 477 

chrome a relevé leurs limites irélasticitë et leurs résis- 
tances à la rupture. 

Nous signalerons particulièrement réchantillon (28), 
qui est un véritable acier NC-4, quoiqu'il ne contienne 
que 16,05 p. 100 de nickel; mais il est à remarquer que 
son point de transformation est placé très bas, il n'a pas 
pu être atteint, même au moyen «le Tair litiuide. On voit 
que la teneur en nickel des aciers type NC-4 peut être 
abaissée beaucoup au-dessous de 20 p. !i^\ 

Il est intéressant de comparer particulièrement les deux 
échantinons (23) et (';^8). Ces deux aciers ont respective^ 
ment pour teneurs en nickel : 15,36 et 1(),05 p. KX), et 
pour teneurs en chrome : 2,80 et 3,02 p. 100, c'est-à- 
dire qu'ils ont sensiblement même comj)osition chimicjue 
au point de vue du nickel et du chrome. Mais les teneurs 
en carbone sont respectivement : 0,257 et 0,5îi5 p. 100, et 
les teneurs en manganèse : 0,129 et 0,S28 p. 10(j; c'est 
assez pour que lo premier soit magnétique et le second 
non raagnéti(iue. 

Il en résulte des propriétés mécaniques très différentes : 

A l'état non trempé, l'acier magnéti(iuo accuse une 
limite d'élasticité de 74,6 kilogrammes par millimètre 
carré, contre 58,7 kilogrammes pour Tacier mm magné- 
tique ; de même pour la résistance à la rupture : 93 kilo- 
grammes par millimètre carré contre 88,5 kilogrammes. 
L'allongement à la rupture est moindre : 25 p. KM) contre 
45,6 p. 100, de mémo que la striction : 52 contre 
63 p. 100. 

A l'état non trempé, la différence est beaucoup moins 
accusée pour les limites d'élasticité : i0'**^,4 par millimètre 
(!arré contre 37"'^, 6, et pour les résistances à la rupture : 
73''*^,4 par millimètre carré ccmtre 76*"^,S, mais encon* 
très grande pour les allongements à la rupture : 39,5 (»t 
65 p. IW, et les strictions : 62 et 75 p. 100. 

De plus, Taspect des éprouvettes rompues est très dif- 



78 RECHERCHES STTR LES ACIERS AU NICKEL 

furent; rallougemeni est beaucoup plus localisé pour 
Tacicr magnétique que pour racler non magnétique. 

Dans le groupe IV, teneurs en nickel de 10,16 à 14,4 
p. 100, un seul échantillon est magnétique : c'est Téchan- 
tillon (13), qui est très sec; la dureté produite par le 
chrome associé au carbone s'ajoute à celle que produit la 
transformation irréversible. 

Les échantillons (15) et (16) sont non magnétiques à la 
température ordinaire; ils accusent jusqu'à 35 p. 100 
d'allongement à la rupture après trempe ; ce sont des aciers 
du type NC-4, quoique de qualité nettement inférieure. 
Le meilleur est féchantillon (16) à 13,34 p. 100 de 
nickel. 

La proportion élevée do carbone, de manganèse et de 
chrome de réchantillon (12) ne compense pas suffisam- 
ment, au point de vue des propriétés mécaniques, la ré- 
duction de la teneur on nickel à 10,16 p. 100. 

Les échantillons des groupes V, VI et VII n'ont aucune 
valeur au point de vue métallurgique ; les résultats obte- 
nus avec les aciers non magnétiques, très chargés en 
carbone, en manganèse et en chrome, mais à teneurs en 
nickel très réduites, montrent qu'il ne suffit pas d'abaisser 
le point (le transformation au-dessous de la température 
ordinaire pour obtenir de l'allongement à la rupture. Tous 
ces aciers sont secs, qu'ils soient magnétiques ou non 
magnétiques, l'influence durcissante du chnmie associé 
au carbone est trop prédominante. Cependant il se peut 
qu'en ayant recours à des traitements particuliers on 
puisse en tirer parti; le résultat obtenu en recuisant à 
400*^ l'échantillon (4) : 

Limite d'élasticité f22,2 kilogrammes par mm. carré. 

Résistance à la rupture 127,5 — — 

Allongement à la rupture.. 12 J p. 100 

S s 

Striction —g— X 100 44 



A HAUTES TENEURS 



479 



permet de Tadmotlre; quoique non trempé^ cet acier 
donne, après ce traitement, des résultats d'essais sem- 
blables à ceux d'un acier au carbone trempé. 

Les trois coulées à teneurs en chrome plus élevées, dont 
nous avons fait connaître l'état magnétique, ont été aussi 
essavées k la traction. Les résultats obtenus sont donnés 
au tableau XXIII. 

Tableao XXIII. 



ÉSlONAnOIl 

des 
KkiitilUn 



(90) 
(ÎH) 
(92) 



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THAITEMK.'ITS 

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Résistances 

à la mpture 

par 

mm. carré 



kil. 
79,7 
72,2 
124,2 
101,0 
76,2 
60,8 



lis A LA TRACTlOrr 


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47 


46 


64 







A la teneur do r> p. KXJ, ce qui est le cas des échantil- 
lons (9()) et (92), le chrome, associé à 3 millièmes de car- 
bone, n'augmente que modérément la dureté du métal. On 
remarquera que la limite d'élasticité devient même très 
peu élevée après trempe. 

Il n'en est pas de même lorsque la teneur en chrome 
s'élève à 9 p. K», échantillon (91); quoique la teneur on 
carbone reste faible, 0,29 p. 100, l'acier est dur et durcit 
encore par la trempe. 

Essais an choc. — Il ne suffit pas de constater k l'es- 
sai à la traction les remarquables propriétés mécanicpies 
accusées par certains aciers au nickel carbures et chromés ; 
nous avons remis à M. Frémont des échantillons de ces 
aciers, pour être essayés au choc sur barrettes entaillées, 

Tome I, 1902. 31 



480 RECHERCHES SOR LES ACIERS AD NiCKEL 

suivant sa méthode. Les résidlals qu'il a obtenus sont 

les suivants : 



Tableau XXIV, 



Les trois premiers ochanlillons ont subi la transfonna- 
tion irréversible, c'es^t pourquoi ils n'oni pas été essayés 
trfmpés. On voit que la résistance au choc de ces échan- 
tillons est faible; la fragilité est d'autant plus grande que 
la teneur en nickel est plus réduite et la teneur on clirnme 
plus grande. 

Los autres échantillons n'ont pas subi la transf(innation 
irréversible, d'où leur très grande résistance au choc, à 
l'exception d'un seul échantillon k teneur en nickel faible 
et à teneur en chromo assez élevée. 

Nous ne saurions trop attirer l'attention sur les ri'Sidtats 
exceptionnels obtenus avec les aciers à teneur en nickel 
de Ifi |i. 100 environ, non magnéliquos, à fortes teneurs 
en carbone et en climme, résultats dus à l'état allotni- 
pique di' ces aciers. 

L'appareil de M. Frémont ne pouvant développer plus 



A HAirras TBSECRS 481 

de It) kilogrRmmèti'os, nous n'avons pas pn être tiTiém sur 
la valeur rolalive des ai-Jers dont la résistance au oliivc 
(lépasHe ce nombre de kiloprammètres, d'où l'indiratinn 
H> + X dn taliiean. 

Pro/trirtr< niôrfin'ufnfx r/rs /icifrs an c/iromr xrtMx 
HtrM. — l.i.'S aciei"s au chrome sans nickel, qnî iiiil i-U- 
préparé;! en vne <le l'étnde de leurs Iransfoniialions allo- 
tropi<|ues, ont été essayés à la fraction. Les résultats lie 
ces essais sont inscrits au tableau XXV : 



Ces renseifrncments tri's sommaires sont intéressants 
comme indication, an sujet de la part d'influence dn 
chrome dans les ai-iers au iii<-kel. Il eu résulte i[ue le 
clirome n'est |ias Ini-mêuie nu f'Iément durcissant aussi 
énerffiqne (jue le faisaient supposer les résuKals oiiteiuis 
avec les at-iers au carljoni' à très faibles teneurs en 
chrome. A mesure que la teneur en chrome aufrmente, 
l'inlluence d'nne teneur en carlxine, telle que il.fî ji. KX', 
s'atténue, 

('os résultats, que nous avions déjà obtenus avant 
l'ouverture de l'Kxposition de IWXJ, ont été conlirmés 
par ceux fjue donne une série beaucoup plus cuniplèU^ 
d'échantilloDs qui a été exposé-e par la Société .lacob 



482 



RSCHERCHEB SDR LES ACIERS AD NlCREt 



HoItzer(*). Cette série accnso un rcli'veineiit progressif 
(ic la limite d'élasticité et de la résistance à la rupture, 
avec diminution de rallongement k la rupture, à mesure 
qnc la teneur en chrome augmente. Le cljn)me agit dans 
le mémo sens que le carbone ou le nickel, mais moins 
éner{ri(|uemcnt. 

On voit (jue lo chrome seul ne rond pas le métal dur 
et sec, c'est plutôt le carbone, associé au chmme, qui 
produit les effets attribués souvent au chrome seul. 

Effets du refroidissement à — 78" sur les propriétés 
nif'caniqifes des aciers au nickel ckroniés. — Nous donnons 
ci-après (tableau XXVI) les résultats d'essais ii la 
traction qui ont été ol)tcnus avec des éprouvettcs de 
quelques-uns des échantillons déjà examinés, refroidies 
au moyeu de la neige carbonique. Les échantillons sou- 
mis an rofroidissement étaient soit non trempés, soit 
trempés. 

L'échantillon (70) du groupe I ne se transforme dans 
la neige carbonique que lorsqu'il a été trompé; sa limite 
d'élasticité et sa résistance à la rupture augmentent et , 
son allongement à la rupture diminue, mais la transfor- 



(•) Les 



lultnts obtenus pnr cetti; 



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Au ciintraire, les ('■(liitiitillou» (4u)à ;34),i!ii t;r(Hi[K' II, 
teneurs eu mckel de I^U à 25 i>. lUU, subisaoïit dans la 



484 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

neige carbonique une transformation très intense; la 
limite d'élasticité s'élève jusqu'à 139,5 kilogrammes par 
millimètre carré et la résistance à la rupture jusqu'à 
159 kilogrammes, rallongement à la rupture restant supé- 
rieur à 3 p. 100 et la striction à 8. C'est un résultat très 
intéressant qui paraît de nature à être utilisé. On voit que 
la présence du chrome a une influence favorable sur la 
qualité des aciers durcis par refroidissement. 

Nous signalerons particulièrement les opérations (44) 
et (49), qui joignent à de hautes résistances h la rup- 
ture et de hautes limites d'élasticité des allongements 
à la rupture de 18 à 20 p. 100. Ce sont des aciers à 
23 p. 100 de nickel, 0,3 de carbone, 0,3 de manganèse 
et 0,5 de chrome. 

Les échantillons (45) et (59), qui ne subissent pas la 
transformation iiTéversible à — 78*, donnent aux essais 
de traction les mêmes résultats qu'avant refroidissement. 

Les aciers du groupe III, teneurs en nickel de 15 à 
17 p. 10(.), accusent aussi un relèvement de la résistance 
à la rupture lorsqu'ils sont transformés pai* le refroidis- 
sement; mais ils deviennent beaucoup plus fragiles (|ue 
ceux du groupe j)récédent, ce qui rend les résultats 
obtenus peu intéressants. Le meilleur est celui <le l'échan- 
tillon (31) trempé, acier à 16,68 p. 100 de nickel. 

Les échantillons (28), (30) et (24) n'ont pas été trans- 
formés, et donnent à peu près les mêmes résultats qu'avant 
transformation. 

Dans le groupe IV, teneurs en nickel do 13 p. 1(M) 
environ, un seul des échantillons a été transformé j)ar le 
refroidissement, c'est l'échantillon (15) trempé; les ré- 
sultats de l'essai à la traction sont très médiocres. 
L'échantillon (16) donne les mêmes résultats ({u'avant 
refi'oidissement. 

On peut conclure de ces constatations q\u> le refroidis- 
sement ne donne des résultats intéressants au point de 



p 



A HàCTES TKXETHS îRi 

vue des applications que i«iur les aders dont la teneur 
en nickel est supérieure à "2^1 p. l'X'. 

Effets flf l'i-lirage à froiilsiir /*»»■ proprirlrs fifs ttrit-rs 
au nickel c/iroitiés. — L"éerouii*safre, rc-siiltaiit de 1 éti- 
rage à froid, a parfois une influence semblable à celle du 
refroidissement à — 78' : l>ar l'éliraire. les aciers dont 
le point de transformation au refroidisKement n'est pas 
situé beaucoup au-dessous lie t.i" deviennent niagnélir)ues. 
et même mafmétipiilaires. sons l'influence que le champ 
terrestre exerce pendant qu'ils sunt étirés. 

Nousdounonscomparativement.au tableau XXVIl,des 
essais à la traction sur l'acier au nickel (44''. après 
l'avoir soumis à ilîvers traitements. Cet acier contient : 

CarboD<! «,287 p. (00 

MaQ^nn>>s/> (P,:tfi0 — 

Chrome O.riRK 

Nickel 23,06 — 

Tablk-u- XXV[I. 



Vrr 



Los effets produits par le refroidissement se superposent 
dans une certaine mesure à i-erix qui sont produits par 
l'étirafte. 

On remarquera ((uo l'étirage, suivi du refroidissement, 
élève considérablement la limite d'élasticité et la rési.'s- 



48^ 



RKCHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



tance à la rupture, en maintenant un allongement p. 
à la rupture et une striction encore très notables. 



100 



TROISIÈME CATÉGORIE. 



ACIERS AU NICKEL MANGANESES. 

Rôle du manganôse. — L'introduction du manganèse en 
notable proportion est nécessaire, lorsque la teneur en 
carbone s'élève, pour donner à Tacier la qualité à chaud 
indispensable pour qu'on puisse le forger ou le laminer 
dans de bonnes conditions. 

Nous avons eu déjà, en étudiant les aciers au nickel 
fortement carbures, Toccasion de signaler des modifica- 
tions des propriétés physiques et mécaniques de ces aciers, 
produites par le manganèse associé au carbone. Nous 
avons alors attribué au carbone une influence tout à fait 
prépondérante, tout en reconnaissant que celle du man- 
ganèse n'est pas négligeable. En vue de mettre en 
évidence cette dernière influence, Imphy a préparé 
quelques échantillons peu carbures et fortement manga- 
nèses, qui ont été étudiés comme les aciers au nickel 
chromés, au point de vue delà transformation allotropique 
et au point de vue des propriétés mécaniques. 

État allotropique. — Position des points de transfor- 
mation allotropique. — Les résultats des déterminations 
sont inscrits au tableau XXVIII : 

Tableau XXVIH. 



D^.SKiMATlUN 

des 
échantillons 



(98) 



TBXEORR EN 



Manganèse 



3.8X 
0.42 
7.i'é 



Nickel 



6.09 

li.6« 

0.32 



POSITIONS DES POINTS DE THANSKUHMATIO^I 



avant trempe et écrouissage 



à réchauf- 
fement 



725« 



au refroidis- 
sement 



25ô« 
15* 



uuD transformé à — 78" . 



après trempe et écrouissag'e 



à réchauf- 
fement 



280"' 



au refroidis- 
Hement 



280* 
01()« 



non transformé à— 78". 



A HALTES TËSBUKS 487 

I,'cchanlillon ilti acoiisc In Irniisfuriiiatioii im-vorsilile 
comme un acier an nickel propremeni <lil à 9 p. iOCl de 
nickel pour le poinl de trausformalion à réchatiffomenl. 
et comme un acier à 13 p. IC"' do nickel pour le point de 
transformation an refroidissement. Or l'influence du car- 
bone est presque négligeable, vu sa teneur tivs faible, 
0,181 p. 11». 

L éclnuilillon (i)7) accuse la transformation irréversible 
roiiime un acier à 20 p. 1<JIJ de nickel pour le point de 
transformation à 1 echaufTenient. et comme un acier à 
2r» p. li.X) de nickel pour le point de transformation au 
refroidi «sèment. Nous tenons compte de la teneur en car- 
bone, qui est un peu plus élevée cpie dans l'échantillon 
prt-cédent, 0,253 p. ItH), 

L'échantillon (!)S) se C"inpiirt« an refroidissenjent 
comme les aciers an nickel contenant au moins 2f) p. i'Mj 
de nickel; mais sa teneur en carbone est un peu élevée: 
0,r.29 p. 10(J. 

Nous en concluons ce qui suit : 

Lo manganèse, substitue à une partie du nickel, joue 
un rôle semblable k celui de ce métal au point do vue de 
rabaissement du jwint de iransforumtion ; mais, à teneur 
égale, il produit un abaissement un peu plus grand pour 
le point de transformation à réchauffement, et lioaucoup 
plus grand pour le point de transformation au refroidis- 
sement. En effet, si on fait, pour chacun des trois éclian- 
tillons que nous éludions, le total des éténu'iits qui 
abais-sent le point de transformation, à savoir le carbone, 
le manganèse et le nii-kel, on obtient respectivement 
9.709 p. HJtJ. 1S,;î.->8 p. 100 et 13,00:^ p. IW). Ce dernier 
total abaisse le point île transformation au refroidissement 
plus que le précédent, parce qu'il comprend 7,148 p. lOO 
de manganèse contre (>,tJ2r> p. 100 dans récliantitlon 
précédent et 0,529 p. lUO de carbone contre 0,253 p. lOO. 

Cet abaissement très rapide du point de transformation 



490 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL 

manganèse, et rabaissement très rapide du point de trans- 
formation au refroidissement. Il suffit de 10,833 p. 100 
de manganèse et 0,29 de carbone pour que le métal soit 
non magnétique même à — J8°. 

Ce tableau met aussi en évidence une propriété remar- 
(juahle de ces aciers, à savoir la facilité avec laquelle se 
modifie la position de leurs points de transformation sons 
Finfluence de la trempe et de Técrouissage, suivis d'un 
refroidissement. Les relèvements considérables des points 
de transformation au refroidissement que nous consta- 
tons sont la contre-partie des abaissements très consi- 
dérables de ces mêmes points par retard à la transformation 
au refroidissement. On voit que le manganèse a au plus 
haut point la propriété de produire la transformation à 
grande hystérèse. 

Déjà, dans Téchantillon (99), 0,353 p. lOO de carbone 
et 3,096 p. 100 de manganèse suffisent pour produire 
un retard à la transformation au refroidissement de 
247 degrés. 

Avec Téchantillon (100), qui ne ccmtient que des traces 
de carbone, 0,066 p. 100, et 8,294 p. 100 do manganèse, 
le retard à la transformation au refroidissement est de 
485 degrés. 

Mais la trempe seule relève le point de transforma- 
tion à réchauffement de cet échantillon de 15 degrés 
et son point de transformation au refroidissement de 
340 degrés. La trempe fait, en outre, apparaître, pour 
cet acier qui ne contient que 8,360 p. 100, total du car- 
bone et du manganèse, le phénomène de la réapj)arition 
lente du magnétisme ('), qui n*a été constaté, pour les 
aciers au nickel proprement dits, que i)Our un total mini- 
mum de 22,965 p. KM.) pour les trois éléments, carbone. 



(*} IVTio<l(î ('nii)l<jy(';o |»ar raigiiiHe aimaiilée pour se placLT à angle 
droit (le la «lireolioii du cliauip terrestre. 



A HAUTES TENEmS 41M 

inanganÔBp et nî<ki>l. I/îiitcnfJilo de l'aotiim du manga- 
nci'e se montre déjà bien nettement. 

Avec les leneiii-s de lO.KÎi.! p. l'X' de manganèse 
(jt 0.295 p. KH) de rarbonc, échantillnn (101), l'abais- 
semi'til du point de transformation ati rofroidissement fst 
assez gran<l ))our que la transfonnatirm ne puisse pas 
s*eife«rt»er, mtmo dans la neige carbouiquc. Maïs il suffit 
di' trt^mper et de refroidir à — 78" pour obtenir la trans- 
formation. On remarquera que le refroidissement à — 78" 
est nécessaire [M)ur produire la transformation une pre- 
mière fois, après quoi oUe disparaît ii fiSfl* et n'apparaît 
;i '}W, avec période d'augmentation d'intensité sous l'in- 
iluenccdu n'froidissomerit d'une étendue de ^tiT) degrés, 
pendanl laquelle on a pu suivre l'augmentation de l'inten- 
sité du magnétisme. La transformation ne s'est cqiétve que 
par l'arlion du refroidissement, la trempe n'a eu pour effet 
que <le mettre l'acier dans un état nioléculaîre carai-té- 
rîsé par une position du point de transfonnation au refroi- 
dissement plus élevée que — 78°. 

Nous avons déjà constaté exactement le même phé- 
nomène dans nos recberelies sur les effets de la trempe 
et do l'écrouissage des aciers au nickel, pour les aciers 
k 30,44 p. KK) <ie nickel trompés et écrouîs, et ponr les 
aciers à 28,82 p. l'H) de nickel trempés ('). 

Après trempe et écrouissage, le relèvement des points 
de transformation est suffisant pour nmdre inutile l'inter- 
vention de la neige carbonique ; la température ordinaire 
suffit |M)Mr produire le refiiiiilissement nécossaire. En 
effet, l'échantillon du même métal trempé et non écroui 
accuse, sous l'action do i'êenmiasago seul, un point de 
transfor [nation à réchauffomout relevé jusqu'à 6.")°, et 
un point de traiisformation au refmîdissement relevé 
jusqu'il ïjOO". <îe dernier point de transformation est le 

(*, Voir pngr- *31. 



493 URCHBtlGHËS SttR LES ACIERS AU NtCREL 

début (l'une transforinatiou projçi^essive sous l'influence du 
refroidissement qui a pu être suivie avec notre installation 
pendant 430 degrés. L'hystérèse produite par le man- 
ganèse devient de plus en plus considérablr à mesure 
que sa teneur augmente. 

L'échantillon (102), qui contient 0,137 p. U)i) de car- 
bone et 12,772 de manganèse, ne se transforme à — 78*" 
ni avant ni après trempe, mais il se transforme très 
facilement à la tempt^rature ordinaire par récrouissagc* 
seul. A cette teneur, Thystérèse est telle qu'il suffit de 
marteler à froid Tacier, sans même le tremper, pour la 
détruinî presque complètement et faille apparaître un 
magnétisme intense. Le point de transformation k réchauf- 
fement du métal ainsi transformé est à 630**, et le point 
de transformation au refroi«lissement à 540" ; Taugmon- 
tation progressive de Tintensité de la transformation au 
refroidissement a été constatée jusqu'à 200", soit pendant 
3iO degrés. L'écrouissage seul a relevé d'abord le point de 
transformation d'une température inférieure à — 78" jus- 
(prà la température ordinaire ; après (pioi la température 
ordinaire, agissant à son tour, a relevé ce point de transfor- 
mation jusqu'à .VtO"; le retard à la transformation a été 
ainsi diminué de phis de iiOi) degrés par l'action de 
l'écrouissage. On voit que les réstt/tais aynstatvs arrc les 
aciers au nickel se reproduisent très (unplifiés avec les 
aciers an utanf/anèse, 

L'échantilhm (103), qui contient 0,r)r)Up. luO do car- 
bone et IS/i-O p. 100 de manganèse, no s'est pas trans- 
formédans l'air licjuideà — 188°, aussi bien apri'S qu'avant 
trcinj)e et écrouissago; la teneur on manganèse est trop 
élové(\ 



Propriétés mécaniques des aciers au nickel manganèses. 
— Ks.sais à la /racfion. — Nous avons (»ssavé il la trac- 



A MArrfiS TËÎ4E0RS 



493 



tion les aciers (9(5) et (97) ; les résultats obtenus sont 
inscrits au tableau XXX: 



Tableau XXX. 



KSIOUTIM 
des 



r%) 



(UT^ 



TK.MBDI«S KM 



Mnoganése 



a.388 
H.'r35 



Nickel 



TRAITKMB?IT« 

subis par 

les 

échantillons 



^Don trenip<^.. 

6.04<lreaipé 

( reçoit à. 500*. 

11 noIDOD trempé.. 

I trempé 



RÉSULTATS DBS BSSAIS DB TRACT in!« 



Limites 
d'élasticité 

par 
mm. carré 



•kil. 

♦ 

? 
101,9 
42,7 
29,y 



Résistances 
à la rupture 

mm. carré 



kil. 
11-2 
110 
iri,3 

G2,7 



illMISfMltS 

à 

la rupture 

p. 100 



1 

1 

1 
25 
20,7 



Strictions 



S 



X100 



•> 
28 



L'échantillon (96), qui a subi la transformation irréver- 
sible, est du type à haute résistance ; c'est un métal sec, 
même après recuit à KXJ". 

L'échantillon (97), qui n'est pas magnétique, est du 
type métal à grand allongement à la rupture ; il s'adou- 
cit notablement par la trempe. 

Ces deux exemples suffisent à montrer que l'addition 
d'une forte proportion de manganèse ne modifie pas l'allure 
générale des pliononiènes «'onstatés jusqu'ici; Tinfluenre 
de la position du point de transformation sur les pro- 
priétés mécaniques reste prépondérante. 

Propriétés mécaniques des aciers au manganèse sans 
nickel, — Les propriétés mécaniques des aciers au man- 
ganèse ont fait l'objet d'études approfondies de M. R.-A. 
Hadfield ; il a préparé de très nombreuses coulées de ces 
aciers ; il on a fait et il continue à en faire des appli- 
cations. Nous avons eu l'occasion, en 1887, de recevoir de 
M. Hadfield lui-même de nombreuses et très intcTOssantes 
explications, et de voir de nombreux échantillons à Shef- 
field, où nous nous étions rendu, attiré parle bruit consi- 



494 RECHERCHES StîR LES ACIERS AU NICKEL 

(lérable que faisait rannonce des propriétés de ces métaux, 
propriétés très extraordinaires à cette époque. 

Essais à la traction, — Nous donnerons les résultats 
des essais à la traction auxquels nous avons soumis les 
échantillons dont nous avons donné la nomenclature, 
quoique ces résultats soient loin de représenter ce qui 
peut être obtenu de meilleur avec les aciers au manga- 
nèse. Pour s'en rendre compte, il suffit de prendre 
ccmnaissance des mémoires de M. Hadfield(*). 

Tableau XXXI. 



OiStOnATION 

des 
éekutillMt 



m 

(100) 
(101) 
(103) 



TENEURS EM 



CtfbHe 



0.35 
0.06 

0.29 

0.Ô5 



luguèse 



TnArTKMElfTR 

subis 
par les échantUlonâ 



3 09 
8.29 



10.83 



18.40 



^ ni trempe ni recuit . . 

I recuit à 450» 

i trempe à 450* 

i recuit à 400* 

( ni trempe ni recuit . . 

; trempe à 800» 

( trempe et recuit à 400* 

» non trempé (*) 

< trempé à 9C0* 

I 



nésoLi 


rATS DBS ESSi 

Résistances 


as A LA TR^ 


Limites 


iUoirtMBts 


d'élasticité 


à la rupture 


p. 100 


par 


par 


à la 


mm. carré 


mm. carré 


rupture 


kil. 


kil. 




<> 

■ 


130,2 


1,0 


113,2 


1-22,0 


9,5 


82, :< 


119,2 


11,5 


93,7 


125,0 


13,5 


» 


49,5 


2 


» 


42,8 


0,5 


w 


82,9 


4 


48,5 


104,5 


36,5 


32,5 


98,5 


K8,0 



Strictions 
~^X100 



37 
25 
43 



M 

62 



(•) Éprouvette rompue hors repères. 



(3es résultats peu nombreux suffisent pour confirmer ce 
que nous venons de dire de Tinfluenco prépondérante de 
la position du point de transformation. 

L'échantillon (100), très magnétique, c'est-à-dire ayant 
subi bien nettement la transformation irréversible, est un 
arier à haute limite d'élasticité et haute résistance, qui 
s'adoucit par un recuit à basse température, comme les 
aciers au nickel irréversible. Cet acier, très remarquable. 



(*) Manyanese Steel, par R.-A. Hadkield, London, 188fi. 



A HAUTES TENEURS 



495 



donne à la traction, après recuit à40()**, presque exactement 
les mêmes résultats que racier(36)à20,52p.l00de nickel. 

Nous ferons remarquer que cet adoucissement par un 
recuit à 400'*, qui a été découvert à Imphy pour les aciers 
au nickel (*), a été signalé pour les aciers au manganèse 
longtemps auparavant par M. Hadfleld(**). 

L'échantillon (103), non magnétique, môme dans Tair 
liquide, est semblable aux aciers au nickel non magné- 
tiques. II en a la limite d'élasticité peu élevée et le grand 
allongement à la rupture; il s'adoucit de même par 
trempe. 

L'échantillon (101), dont le point de transformation est 
voisin de la température ordinaire, est un métal très sec. 
La position de son point de transformation au-dessous de 
la température ordinaire, peu éloigné, est peut-être la 
cause de cette mauvaise qualité ; c'est cependant à véri- 
fier; il serait imprudent de tirer cette conclusion des 
résultats d'un seul échantillon. 

L'échantillon (99), quoique plus sec que l'échantillon 
(KX)), est cependant remarquable comme acier du type 
à haute limite d'élasticité. 

Essais de choc. — Les échantillons (100) et (103), 
très remarquables à l'essai à la traction, ont été essayés 
par M. Fremont au choc sur barrettes entaillées; les 
résultats obtenus sont les suivants : 



Tableau XXXI ï. 



Di8ini(ATI0?l 

des échantillons 



(100) 
(103) 



TR5KUR8 



en manganèse 



8.29 
18.46 



TRArTEMBMTS SURIS 

par les échantillons 



I 



recuit à 400*. 
non trempé. . 
trempé 



RteOLTATS 

des essais de choc 

sur barrettes entaillées 

de 8 X 10 X 30 mm. 



kilogrammètres 
5 

23 
29 



(*) Annales des Mines, t. XIV, p. 315, septembre 1898. 
(**) Manganèse Steel, London, 188B, p. 1.^. 

Tome 1, 1902. 32 



49f RECHERCHES SUR LES ACIERS AO NICKEL 

L'acier qui a subi la transformation irréversible est 
assez fragile, mais Tacier qui ne Ta pas subie est très peu 
fragile. 

Ces résultats sont semblables à ceux que donnent les 
aciers au nickel aux mêmes états allotropiques ; le dernier 
n'est guère conforme à la réputation de fragilité du manga- 
nèse. Cependant la texture est h grain fin et non àarra- 
chements comme celle des aciers au nickel. 



TROISIÈME PARTIE. 

CONCLUSIONS RELATIVES 
A LA TRANSFORMATION IRRÉVERSIBLE. 

Résumant les constatations que nous venons de faire 
successivement au sujet de la transformation irréversible, 
sur des échantillons d'aciers choisis de manière à iwettre 
en évidence Taction de chacun des éléments que nous 
avons mis à l'étude nous arrivons aux conclusions sui- 
vantes : 

1° Les points de transformation in'éversible des aciers 
s'abaissent progressivement à mesure qu'augmente la 
teneur de l'un <les quatre éléments : carbone, manganèse, 
njckel et clirome ; 

2" Le point de transformation au refroidissement 
s'abaisse généralement plus vite que le point de transfor- 
mation à réchauffement, en conséquence du retard à la 
transformation allotropique dû à Thystérèse produite par 
la présence de ces quatre éléments. La trempe et l'écrouis- 
sage, et aussi, dans certaines conditions, le recuit, tendent 
à annuler cette hystérèse, c'est-à-dire à détruire le faux 
éiiuilibre moléculaire qui s'est produit, phénomène ana- 
logue à la surfusion ou la sursaturation ; 

3" L'importance du retard à la transformation allotro- 



A HAUTES TENEURS 497 

pique, cVsl-à-dire de Têcart entre les points de transforma- 
tion à réchanffenient et au refroidissement, est d*autant 
plus<irrande que la proportion de certains éléments, parmi 
eeux qui proiluisent l'abaissement des points de transfor- 
mation irréversible, est plus grande; 

4** L'abaissement du point de transformation à réchauffe- 
ment se fait plus ou moins rapidement sous Tinlluence de 
ces divers éléments : le plus actif est le carbone, les autres se 
rangent à ce point <le vue dans Tordre suivant : manganèse, 
nickel, chrome. L'ordre est lo même pour la raiûdité avec 
laquelle rabaissement du point de transformation au refroi- 
dissement se produit; mais le rotanl à la transformation 
allotropique étant beaucoup plus graml avec les premiers 
de ces éléments qu'avec les derniers, il en résulte qu'il 
suffit d'environ 1,5 p. lO) de carbone pour produire le 
même abaissement du point de transformation au refroi- 
dissement qu'en\iron lO p. iiX) de manganèse ou envi- 
ron tW p. HM) de nickel, et que pareil abaissement du 
point de transformation au refroidissement ne peut pas 
être obtenu avec le chrome ; 

5" Quel que soit Télément qui a produit rabaissement 
du point <le transfr)rmalion irréversible au refroidissement, 
on constate que, tant (pie ce point de transformation se 
maintient au-<lossus de la température ordinaire, Tacier 
est <lu type à haute hmite d'élasticité et haute résistance, 
et qu'il est du type à basse limite d'élasticité et grand 
allongement lorsque, la teneur de cet élément ayant 
augmenté, le point de» transformation est abaissé au-des- 
sous de la température ordinaire; 

G° Au point de vue de l'abaissement du point de transfor- 
mation et, sauf exceptions, au point de vue des propriétés 
mécaniques, ces divers éléments peuvent se substituer 
l'un à l'autre, leurs actions se superposant sans se res- 
treindre mutuellement. 

Le diagramme (fig. H) résume nos constatations rela- 



498 



RECHERCHES SDR hPS ACIERS AU NIQKEL 



tives h la transforma lion irréversible ou à f/raiulr hijxti^- 
rèxe en présence des trois éléments, manganèse, nickel 
et chrome. On remarquera que les courbes à lochauffe- 




ssjniaïadmai 



mont restent, voisines; il n'en est pas do mOmc des 
courlies nu n^fruidissement, dont la position dcpond sur- 
tout de riuteusité de l'hystérèse. Ce diagramme n'a pas 



A H.vrTKS TEXErRS i09 

pu résumer ik)s ronstalations relatives à l'action du car- 
\youL\ qui n'agit neltemont que lorsqu'il est associé au 
manganèse, au nickel ou au chrome. 

QUATRIÈME PARTIE. 

ACIERS ET ALLIAGES A TRÈS HAUTES TENEURS 
EN NICKEL, CHROME ET MANGANÈSE. 

Influence du nickel, du carbone, du chrome, du manganèse 
et du fer sur la transformation réversible. — Il n'a 
guère été question <lc la transformation réversible que 
IH>ur (lénKmtrer qu'elle nVst pas régie par les mêmes lois 
(jue la transformation irréversible, et que ces deux trans- 
formations se produisent <»n pleine indépendance l'une à 
coUi d(» l'autre. Nous allons donner connaissance de 
quelques faits qui sont de nature à préciser les conditions 
dans lescpielles se produit la transformation réversible. 

Nous constaterons tout d'abord qu(» la transformation 
réversible n'ai)parait (pie dans les aciers contenant au 
moins 23p. l<M)d(» nickel. Les aciei-s au manganèse et 
les aciers au nickel carbures et <*hromés, (contenant 
moins de 23 p. lOO de nickel, sont magnélirpics par 
la transformation irréversible, ou rest(Mît non magnétiques, 
même lorsqu'ils sont refroidis <lans Tair liquide. 

L(»s points de transformation rév(u\sible k réchauffe- 
ment ot au n^froidissement , ([ui ne sont éloignés sur 
Téchelle des tenq)ératures que de* quelques degrés, se 
relèvent tous deux, k mesure que la teneur en nickel 
augmente k partir de 23 p. 100, t(»nrMn* pour lacpielle b^s 
positions de leurs jKÛnts de transformation sont voisiiu^s 
dr — 150". M. Osmond a constaté que, lorsque le f(T 
et le nickel sont s(miIs en présenc(\ la position de ces 
points d(* transformation passe par un maxinmm, 51)0" et 
500", vers 70 p. loo de nickel, aj^rès quoi, (»lle se rap- 
proche de la position du point de transformation du nickel 



500 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



pur, 340**. Nous avons cherche à modifier la position de 
ces i)oints de transformation, comme nous l'avons fait 
pour les points de transformation irréversible, en addi- 
tionnant du carbone, du chrome et du manganèse, et 
en faisant subir à l'acier la trempe et Técrouissage. 
Ces divers moyens n'agissent nullement sur les points 
de transformation réversible de la même manière que 
sur les points de transformation irréversible. 

Nous ferons observer (^wo toute addition faite en pro- 
portion très considérable a une action notable comme 
modifiant les proportions du fer et du nickel, et que cette 
action doit être considérée, pour une teneur en nickel 
donnée, comme équivalente à une augmentation de la te- 
neur en nickel, c'est-à-dire comme produisant un relèvement 
des points de transformation. 

Nous avons cherché à abaisser les points dcî transfor- 
mation réversible des aciers au nickel de teneurs diverses 
en introduisant des quantités variées de carbone, chrome 
et manganèse, comme nous Tavons fait pour les points de 
transformation irréversible. Nous avons ainsi constitué 
une séné d'aciers ou alliages intéressants i)ar la position 
de leurs points de transformation réversible, composée 
comme suit : 



UKKir.NATIO.N 
dCfl 




TKfIKCHS KM 




^ -■^'- — 


échaotillonH 


Carbone 


Chrome 


m 

(60) 


1.50 


:).42 


0. 12 


Ô.U3 


n2) 


0.«7 


14. (W 


(74) 


0.20 


1.00 


(7:)) 


l.UÎ) 


1.;.2 


(78) 


0.74 


2.f>7 


(7î») 


0.04 


5.47 


(K'J) 


0.43 


2 . 55 


i8'i) 

87) 

• (88) 


O.Hi 


li.04 


O..S-.Î 


21.43 


o.l.l 


14.20 


0.32 


3.6'.» 


(89) 


0.40 


2.70 



Nick« 



28.11) 
2S.28 
2! 1.30 
2ÎJ.8S 
■.".». 02 
3I.:î(I 

■I » I LJ 

.1 » . iM 

i2.Hi 
'i'.i.li2 
5V.S0 
72.13 

8-'4.«Hl 

8'i.70 



A HAUTES TENEURS 501 

Les deux premiers échantillons de cette série ont à peu 
près la même composition chimique, sauf au point do vue 
du carbone, dont la teneur est de i,r><)9 p. 1(X) pour 
Téchantillon (68) et de 0,129p. KX) pour l'échantillon (m). 
Le premier est très magnétique à la températiu'o 
ordinaire, et le second seulement légèrement magnétique; 
nous devons en conclure que le carbone, en présence du 
chrome, relève les points de transformation allotropique 
réversible. On remarquera que l'augmentation de la teneur 
en carbone équivaut à une augmentation de la proportion 
du nickel par rapport au fer. 

L'échantillon (72), modérément carburé et très forte- 
ment chromé, n'est que légèrement magnétique à la tem- 
pérature ordinaire, tan<lis que l'échantillon (75), très car- 
buré et peu chromé, est très magnétique. 

L'échantillon (74), de même teneur en nickel que les 
deux précédents, peu chromé et peu carburé, est très 
magnétique. Nous devons en conclure que la présence du 
chrome, en forte proportion, tend à abaisser les points 
de transformation réversible. 

Les échantillons (79) à (85) sont tous très magnétiques 
à la température ordinaire ; cependant l'échantillon (85) 
contient 9,042 do chrome, et Téchantillon (79) n'en con- 
tient que 5,478, et seule la teneur en carbone de Téchan- 
tillon (79) est un peu élevée : 0,745 p. 100. 

L'échantillon (86) est non magnétique. L'abaissement, 
jusqu'à une température inférieure à la tenipérature ordi- 
naire, des points de transformation a été réalisé par l'addi- 
tion de 21,43i) p. 100 de chrome. La teneur en fer est de 
22,24 p. 100. Le nickel et le fer sont Tun par rapport h. 
l'autre dans les proportions 71,1 et 28,8 p. 100, ce qui 
correspond à 550° pour les positions des points de trans- 
formation. 

L'abaissement du point de transformation au-dessous 
de — 78° a été obtenu pour l'échantillon (87), qui contient 



502 



RECHEKCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



72,13 p. lOQ de nickel et 11,91 p. 100 de fer, soit p. 100 
de nickel et de fer exclusivement 85,8 et 14,1, pour une 
teneur en chrome de 14,209 p. 100. La position des 
points de transformation qui correspond à cette teneur 
en nickel est 500° environ. 11 apparaît donc que rabais- 
sement du point de transformation s'obtient plus facile- 
ment à mesure que la teneur en nickel augmente, c'est- 
à-dire que la teneur enfer diminue. 

Les échantillons (88) et (89) sont très magnétiques ; 
les teneurs eu chromo, 3,696 p. 100 et 2,706 p. 100, sont 
trop faibles pour abaisser jusqu'à la température ordinaii'e 
les points de transformation, qui, pour les teneurs de 
84 p. 100 de nickel et 10 p. 100 de fer, sont voisins de 500'\ 

Propriétés mécaniques de quelques aciers ou alliages à 
très hautes teneurs en nickel et chrome. — Nous donnons 
ci-après (tableau XXXIU) les résultats des essais à la 
traction auxquels ont été soumis quelques-uns des échan- 
tillons que nous venons d'examiner au point de vue de 
leur état magnétique. 

TABLEAr XXXIII. 



TKNKUH8 KM 



Ctrboae 



i.:.o 

0.12 
U.20 
U.7'i 

(I.O'i 



CIlMI' 






2.:>i 



:..47 



'2 . 5;') 



Kickel 



31.30 
34.4S 
42.10 



D^UtlONATION 

des 
érkiitiiloi^ 



m 

(7S) 
{S2) 



TRAlTEMEUTfi 

Hubii par 
échantiiluns 



\ non trumpé 

I trompé 

\ non trempé, 

I trempé 

j non trempé 
I trempé. . . . 
\ non trempé 
f Imiipé. . . . 
\ non In-mpé 

> trompé. . . . 
I non trempe 

> trempé 

I 



HP.RULTAT8 UKS B8H< 


àlS A LA TRAC 

Alloofeietts 


TIOS 

Strirlioni 


LimiteH 


Réfiifllanfes 


d'élaiiticité 
par 


ù la niplure 
par 


p. KM) 


-~-xioo 


mm. carre 


mm. carré 


à la rupture 


> 


kil. 


kil. 






52,7 


81)..') 


5,0 


6 


3ÎK3 


73,1 


3,5 


7 


41,3 


ti2,l 


25,0 


52 


'■}•{ o 


:.2,4 


45,0 


(i4 


? 


59,4 


2y,o 




23.0 


5(),fi 


42,5 


(U) 


M\M 


u;i,4 


31,5 


52 


23,7 


52, S 


3H,0 


i'yl 


(iî».r, 


1M),2 


21,0 


21 


'•S,î» 


8H.'i 


1 iM ^ 


55 


"1 • 
/7,.» 


!C),8 


2S,(» 


43 


3n,8 


77,2 


42,5 


54 



A HArTKS TENEURS 5()3 

La forte teneur en carbone de reehantillon (68) est 
nettement nuisible au point de vue de la qualité, car 
réchantillon (69), qui n'en diffère que par la teneur en 
carbone, est un excellent acier. L'acier fortement carburé 
est sec. 

On remarquera la bonne qualité de Téchantillon (79), 
qui contient 5,478 p. 100 de chrome avec 0,048 p. iO<) 
de carbone. On peut en conclure que le chrome, môme en 
forte proportion, exerce une influence favorable sur les 
propriétés mécaniques des aciers à hautes teneurs en 
nickel. 

Les résultats des échantillons (78) et (82) confirment 
cette constatation. 

Alliages nickel-chrome. — Nous avons obtenu, en conti- 
nuant à augmenter la proportion du nickel, des «iciers au 
nickel ne contenant plus que de très petites proportions 
de fer (|ui doivent être plutôt dénommés : nickels chro- 
més, ou alliatjps jnckel-chronie. 

Les déterminations des positions des points de trans- 
formation de ces alliages ont donné les résultats (jui 
suivent : 



Tahlkau XXXiV. 



r»ES|r,.>|ATlnS 

des 
érhanlilIonK 



005) 
(tU6) 
(107) 
(î(>8) 
(109) 



Tl 


Nickel 


Fit 


(Chrome 


2.H73 


1M.20 


1.35 


4.:W3 


01. SO 


l.ls 


n.4i»o 


SO.OH 


1.7:. 


9.K*2', 


s.,.îi:. 


1.44 


î».K7t 


S7.3D 


i.h:» 


î).!»30 


8:..!»l 


l.w» 



POSITIO^IS bCI» POINTS liKTRAMKFOItMATlO.N 



à rûchaufTement 



l-.V 



au refroidissement 



vers — l.W» 
id. 
id. 
id. 



210« 

lo:.» 



C^es résultats mettent bien en évidence rabaissement du 
point de transformation à mesure que la teneur eu chrome 
augmente. 



504 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Ils montrent aussi que Tinfluence de la teneur en car- 
bone sur la position du point de transformation est sen- 
siblement nulle, car le magnétisme apparaît dans les 
mômes conditions, à Timmersion dans Tair liquide, pour 
les t échantillons qui contiennent de 9 à 10 p. 100 de 
chrome, quoique leurs teneurs en carbone varient de 
0,110à0,î}65p. 100. 

L'alliage nickel-chrome (10()) est intéressant au point do 
vue métallurgique ; M. Ch.-Ed. Guillaume propose de l'em- 
ployer pour certains appareils de précision. Il est assez dur, 
résistant, prend un beau poli, estpeu oxydable et non magné- 
tique, ce qui le fera proférer au nickel pur pour bien des 
usages, notamment pour la fabrication des poids de pré- 
cision. 

Il donne aux essais à la traction les résultats sui- 
vants : 

Tableau XXXV. 



TRAITKMKNTR 

Hubis par 
les échantillons 



Non trempé, 
Trempé . . . . 



LIMITIH 

d'élaKticité par 
mm. carré 



kil. 

57,2 

30,8 



RKSIKTAMCKR 

à la rupture 
par mm. carré 



kil. 

8-2,5 

76,»; 



ALLONOEMBNTl 

p. m 

à la rupture 



27 
28 



«TRICTIORS 



.s:. 

32 



M. Frémont a obtenu avec réchantillon (105 his)y à 
87,2:^ p. KMJ de nickel et 6,81 p. KX) de chrome, à l'es- 
sai de choc sur f)arrctte entaillée : 34 kilogrammètres, 
résultat qui accuse une résistance au choc exception- 
nelle. 

L'alliage nickel-chrome se comporte comme les aciers 
au nickel n'ayant pas sufû la transformation irréversible ; 
il est du type à faible limite d'élasticité et grand allonge- 
ment, qui s'adoucit par la trempe. Cette constatation 
confirme l'analogie très grande des aciers au nickel, 



A HAPTRS TENEURS 



505 



n'ayant pas sabi la transformation in-6versiblo, avec 
le nickel pur, ou du moins les alliages à base de nickel ne 
contenant pas de fer. 

Alliages nickel-manganèse. — 11 restait à rechercher 
Tinfluence du manganèse sur la position du point de trans- 
formation des alliages à base de nickel ne ccmtenant plus 
le fer qu'en très petites proportions, alliages qui doivent 
être dénommés : nickels niauganésés, ou alliages nichel- 
t/tangaïu'sc , 

Imphy a préparé quelques alliages de nickel-manga- 
nèse, de teneurs en manganèse croissantes, pour permettre 
de suivre le mouvement des points de transformation, 
conséquent des variations de la teneur en manganèse. 

Les positions de leurs points de transformation senties 
suivantes : 

Tableai: XXXVI. 



UMIG.NATIO.X 

des 
échantilloDR 



(110) 
(Itl) 

{Wh 



TKMEORS EN 




O.'lU 

8.85 



w.oo 

îri.ao 
St>.72 

s:.. 40 



POSITION UE8 POINTS 

de Iraosrormation 



réchaufTemeol 



3:»o- 

27Ô- 

-.'jo- 



au 
refroidisKement 



3.'> 
tin.)- 
230» 
14o- 



L'abaissement du point de transformation se produit 
bien nettement sous l'influence du manganèse, mais il est 
beaucoup moins rapide qu'avec le chrome. 

Imphy n'a pas pu obtenir des alliages nickel-mnnga- 
nèso à teneurs en manganèse plus élevées que 13,5 p. lÔO ; 
il semble que la solubilité du manganèse dans le nick(d 
soit à sa limite aux environs de cette teneur. Un alliage 
à 20 p. 100 de nickel, qu'il a tenté d'obtenir, ne se forge 



506 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



pas, et iraccuso plus un abaissninont du point de transfor- 
mation suivant la même loi ; ce sont des symptômes de 
m)n-liomogënéite. 

L'échantillon (IH) a donné, aux essais kla traction, les 
résultats qui suivent : 

Tableau XXXVii. 



TRAirRJME>TH 

Robis par 
les échanttlloDS 



Non trempé. 
Trempé . . . . 



LIMITES 

d'éltslicilé par 
mm. carré 



kil. 

28.7 

24,9 



RÈ8IKTAMCES 

à la rupture 
par mm. carré 



kil. 
52,1) 



ALLONGEMENTS 
p. KM) 

à la rupture 



3(1,0 



RTRICTIORS 

^^X 100 



.^2 
4ti 



Les propriétés mécaniques sont analogues à (*elles dos 
alliages nickel-chrome, ou des aciers au nickel n'ayant 
pas subi la transfonnation irréversible. 

Alliages nickel-fer. — Les aciers au nickel à <rès hautes 
teneurs on nickel étant considérés comme du nickel auquel 
a été additionné du fer, ce qui a é(é constaté au sujet 
de la position de leurs points de transformation peut être 
exposé sous la forme suivante : les points de trans- 
formation réversible s'élèvent, k mesure ([ue la proportion 
de fer augmente, jusqu'à ce que cette proportion atteigne 
environ 30 p. 1(M), après quoi ces points de transformation 
s'abaissent. 

Ils suivent donc d'abord une loi particulière, mais 
n'en finissent pas moins par suivre la loi constatée pour 
lt>s additions de chrome et de manganèse, puisqu'ils 
s'abaissent à mesure que la teneur en fer augmente 
lorsque la teneur en fer dépasse 30 p. lOO. 

Les alliages nick(d-chronie et nickel-manganèse su- 
bissent la transformai ion réversi!)le dans les mêmes con- 
ditions (|ue les aciers au nickel réversible. 

Le diagramme {/if/. 12) résume nos constatations rela- 



A HAUTES TENEURS 



507 




9i 



(A 

'S 

n 

g. 

® •s 

d *S 

.2- 

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f-> o o o 
t> o o o 

j» rO û3 «H 



508 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL 

lives aux allia^^es nickel-chrome, nickel-niaiiganèse et 
iiickel-fer (*). 



' PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET MÉCANIQUES 
DE QUELQUES ACIERS AU COBALT. 

Rôle du cobalt. — Les métaux magnétiques sont les 
seuls qui subissent des transformations allotropiques 
semblables à celles des aciers au nickel, et les seuls 
qui donnent à leurs alliages la propriété d'en subir. Il a 
été utile» de comparer les lois suivant lesquelles s'opèrent 
les transformations allotropiques des aciers ou alliages 
contenant du fer ou du nickel, deux des métaux magné- 
tifjues ; une étude parallèle des aciers ou alliages conte- 
nant du cobalt, le troisième métal magnétique, apporte- 
rait très probablement des lumières nouvelles. Nous n avons 
pas entrepris cette étude, mais nous avons préparé et 
étudié sommairement quelques échantillons d'aciers au 
cobalt, dans les mômes conditions que les aciers au nickel, 
ce qui nous a permis de réunir quelques indications utili- 
sables au moins comme première orientation. 

Les compositions chimiques de ces échantillons sont 
les suivantes : 

Tablkm XXXVIII. 



liKSHi.lATION 

1 




«.on 


l'OSITIO.N I.IIIMIMIB r. 100 




«K'S 

échantillons 


Carbone 


Silicium 


Phosphore 


Soufre 


Manjranèsc 


Cobalt 


(114) 


{).'2:a\ 


0.117 


0.02'* 


0.015 


0.170 


5.12 


i\\:>) 


O.'JC)? 


0.23-2 


0.018 


o.o:i:i 


0..3n'i 


10.80 


'\U'o 


0/,»S7 


0.228 


0.018 


o.o:j3 


0.377 


15.40 


117) 


(I.HH> 


0.117 


0.024 


0.0.31 


o.tso 


19.70 


IIH, 


().»s:{ 


0.140 


0.(H)7 


0.(n.»:i 


0.3U3 


25.16 


11'.»- 


0.4-.>7 


0.117 


O.OOU 


O.triô 


0.2«»3 


29.24 



{*) Une (:«»miniiiii(!ati<)n récente de M. Hriice Ilili [Verhandl. lier Deut- 
schen Plit/sikttl. (iesrllsr/i., W" Jalirj.'. Nr 9) fait connaître la position des 
points de transformation ma«xn('liqiie des allia^M's nickel-cuivre etnickel- 
étain. Le cuivre et l'ctain abaissent les poinls de transfnnnation comme 
le chrome et le manfranêse. La transformation est de même réversible. 



A HAUTES TENEURS 509 

État allotropique. — Les positions des points de trans- 
formation allotropique de ces aciers ont §té déterminées 
au four chauffé électriquement. Les résultats obtenus 
sont les suivants : 



Tableai: XXXIX. 



DiBIONATIO?! 

des échantillons 



(114) 
(lia) 

(116; 
117) 

118) 

119.' 



TKJHICRg 

en cobalt 



10.80 
15.40 
lu. 76 

•>ô.ir. 

2fl.24 



l'OSmOMH Ob» POI5TII OS TRATISroRMATION 



à TéchaulTement 



810* 
860* 
910» 

035- 
lObO- 



aa rerroidissement 



7ÎI5- 
830- 
88Ô- 
900» 
910* 
1040» 



L'augmentation de la teneur en cobalt produit un re- 
lèvement des points de transformation qui, à 29,24 p. 100 
de cobalt, sont très voisins du point de transformation du 
cobalt pur, 1.100". Ces résultats établissent très probable- 
ment que, jusqu'à la teneur de 30 p. 100, le cobalt relève 
les points de transformation du fer. 

Mais ce relèvement continue-t-il à se produire au delà 
do 30 p. 100, ou passe-t-il bientôt par un maximum pour 
se changer ensuite en abaissement, comme c'est le cas 
pour les alliages nickel-fer ? Dos recherches nouvelles 
sont nécessaires pour le faire connaître. 

Jusqu'à 30 p. KX) de cobalt, la transformation allotro- 
pique se fait avec très peu d'hystérèse, comme celle des 
aciers au chrome. 

Propriétés mécaniques. — L'étude des propriétés mé- 
caniques de ces aciers fournit des renseignements impor- 
tants sur leur état allotropique on même temps que sur 
leur valeur au point de vue mécanique. Ils ont été essayés 
avant et après trompe ou recuit. 

Les essais à la traction avant trempe et recuit ont 
donné les résultats suivants : 



510 



RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 



Tableau XL. 



IltîSiaNATION 


TRNKURft 


RKSOLTATt DBS ESSAIS A LA TRACTION 


dei 


en 


Limites 


Résistances 


Allongements 


Strictions 






d'éiasUeité 


à la rupture 


p. 100 


S—* 


échantillons 


cobalt 


par 


par 


Vxioo 






mm. carré 


mm. carré 


à la rupture 


s 






kiL 


kil. 






(114) 
(115 


5.12 


33,5 


46,7 


32 


68 


10.80 


44,1 


60,6 


27,5 


53 


(116) 


15.40 


49,7 


66,7 


25,5 


55 


(117) 


19.76 


59,8 


7:^,8 


18,5 


42 


(118) 
(119) 


25.16 


56,3 


74,2 


18,5 


39 


29.24 


54,9 


76,8 


18 


34 



L'augmentation progressive de la teneur en cobalt pro- 
duit un relèvement bien progressif de la limite d'élasticité 
et de la résistance à la rupture, avec diminution de 
rallongement à la rupture et de la striction. Par consé- 
quent, les additions de cobalt agissent dans le même sens 
que les additions de nickel, quoique avec moins d'inten- 
sité ; c'est peut-être ce qui explique pourquoi, jusqu'à 
la teneur do 30 p. 100, elles ne cessent pas d'avoir la 
même action durcissante; on sait qu'il n'en est pas de 
même avec le nickel. 

Ces aciers ont tous des propriétés mécaniques sem- 
blables à celles des aciers au nickel qui ont subi la trans- 
formation irréversible. La transformation allotropique, 
qui s'accuse par un adoucissement de l'acier vers la teneur 
de 27 p. 1(X) lorsqu'on fait des additions de nickel, ne 
s'accuse nullement de la même manière aux teneurs infé- 
rieures ou égales à 29,24 p. 100 de cobalt, même lorsque 
la teneur en carbone est élevée. 

L'influence du recuit à haute ou basse température, et 
de la trempe à 9(X)'', a été essayée sur quelques-uns de 
ces aciers, notamment sur les plus durs. 



A HAUTES TKNECRS 



5H 



Tableau XLI. 



MSICUTIOR 
des 

ffkutilkis 



ni8) 
(114) 

(li:>) 
(11«) 

(117) 
(118) 

dlî») 



TR^KVR» 

en 
coboi! 



25 



16 



TRAITEMENTS 

subis par les 
échantillons 



29.24 



.) 
10 

i:> 

19 
25 



12 
80 
40 
76 
16 



29.24 



reçoit à IHIO». . 

I recuit à 900*.. 

/recuit à 400*.. 

trempé à 900*. 

Id. 

Id. 

Id. 

Id. 

Id. 



RBAIXTATS UBS ESSAIS A LA TRACTIO.t 



Limites Résistances illoBS«l«l(s 

d'élasticité àlaruptare jqq 

par par P* 

mm. carré mm. carré à la rupture 



kil. 
«2,4 

? 
59,S 
42,3 
49,8 
52,.*) 
60,6 
62,5 
53,5 



kil. 
79,8 
43,5 
71,9 
59,2 
72,2 
70.8 
77 
80,1 
64,2 



16,2 


a 

18 
17,5 

18,."i 

18,:» 

16,2 
3,5 



Strictions 



56 

» 
69 
61 
58 
57 
50 



Ces résultats, comparés k ceux du tableau XL, 
montrent que, comme les aciers au nickel ayant subi la 
transformation irréversible, les aciers au cobalt, de teneurs 
inférieures k 30 p. 100, durcissent considérablement par 
le recuit à 900°, qu'il soit ou non suivi de la trempe. Au- 
cun de ces aciers ne s'adoucit par la trempe. 

Ces résultats établissent que, au moins au début, Tétat 
allotropique des aciers au cobalt se modifie, sous rinfluence 
des additions de cobalt, ii pou près dans les munies con- 
ditions que celui des aciers au nickel sous l'influoncc dos 
additions de nickel. Cependant les j)oints de transforma! ion 
s'élèvent au lieu de s'abaisser, et la transformation so 
produit avec très peu d'hystérèse. 

Mais ces résultats ne font pas connaître s'il existe une 
teneur en cobalt h partir de laquelle se manifeste un état 
allotropique analo^ruo à celui dos aciers au nickel qui n'ont 
pas subi la transformation irréversible ; la teneur en 
cobalt de notre série ne s'élève pas assez pour fournir une 
indication à ce sujet. 

Au point de vue mécanique, le cobalt semble avoir une 
action très favorable, comme le nickel. 

Tome I, 1902. X\ 



512 RECHEHCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL 

VUES THÉORIQUES. 

Avant-propos. — Nous nous sommes abstenu jusqu'ici 
de relier par des hypothèses et une théorie les faits que 
nous avons eu à exposer ; nos recherches n'en ont pas 
moins été entreprises et poursuivies avec des vues théo- 
riques et des interprétations qui ont considérablement 
facilité notre tâche. 11 convient de les faire connaître, 
car elles ont été notre guide pour l'exposé des constata- 
tions aussi bien que pour la direction des recherches. 

Elles se sont inspirées d'importants travaux antérieurs ; 
nous en citerons quelques-uns dont l'étude nous a été 
particulièrement profitable. 

Les théories de M. Osmond se sont montrées non 
seulement parfaitement d'accord avec tous les phéno- 
mènes connus que nous avons eu Tocrcasion de reproduire, 
mais encore merveilleusement préparées pour s'adapter 
aux phénomènes que nos recherches ont mis pour la pre- 
mière fois en évidence. Aussi avons-nous suivi résolument 
la voie ouverte par M. Osmond et l'école allotropiste, en 
doimant dans nos rechenrhes la première place aux trans- 
formations allotropiques. 

C'est à un contact presqu(» permanent avec M. Ch.-Ed. 
Gnillaume que nous devons d'avoir eu l'attention attirée 
siir de très remarquables propriétés physiques des aciers 
au nickel, étudiées par ce savant au Bureau international 
dos Poids et Mesures, propriétés qui sont parmi les plus 
imiM)rtantes manifestations des transformations allotro- 
pi<jues. 

Nous avons aussi tiré grand profit des travaux de 
M. le professeur TschcM'noiT, dont les premières publi- 
cations, qui <iatent de iS()8, ont fait un des initiateurs 
dos études d'allotroi)ie ; et de ceux de M. Pourcel, cjui, 
aux usines de Terrenoire, obtenait, vers la même épotpie, 



A HAUTES TENEURS 513 

des ariers moulés do (jualités équivalentes à celle ries 
aciers forgés, au moyen de trempes et de recuits. Nous 
devons, en outre, signaler comme travaux de la plus 
grande importance ceux de M. H. Le Chatelier, de 
M. et M"' Curie, <le sir W. Roberts Austen, de M. le 
professeur Howe et de M. R.-A. Hadfleld, en donnant 
une mention spéciale à ceux de ce dernier savant; ses 
mémoires sur les aciers au manganèse et sur les aciers 
au nickel contiennent une quantité vraiment énorme de 
documents. Il (tonvient de rappeler que les mémoires de 
M. R.-A. Hadfield sur les aciers au manganèse sont les 
premières publications qui aient été faites sur les aciers à 
hautes teneurs en éléments autres que le fer. 

Transformations allotropiques du fer. — Théorie de 
M. Osmond. — Le point do déi)art de la théorie de M. Os- 
mond est la constatation des dégagements de chaleur qui 
se produisent pendant le refroidissement du fer. 

Le fer éleclroljtique, fer très pur, accuse, d'après 
M. Osmond, un dégagement de chaleur brusque à 855°, 
et un second un peu progressif entre 740 et KM)'". 
M. Osmond a dénommé ces températures points cri/ir/ne.s 
ou points de transformation ; il les désigne par les lettres 
a-^ et tfo> ^^ désigne par les lettres a, ?, 7, les trois états 
allotropiques du fer con^espondant aux trois zones d(* tem 
pératures ainsi définies. I^ fer a est magnétique, les 
fers ^ et v sont non magnétiques (*). 

(*) H résulte des travaux Hc M. Curie que les fers /5 et y ne sont ]»as 
exactenieiit non magnétiques. Us n'accusent plus le ferroniagnvlisrne; 
mais le fer est alors fuiblenu'nl m ag né tique, comme Toxygène. \o. palla- 
dium et un grand nombre d'autres corps 'Voir la thèse de M. Curie : 
Propriétés incujnétiquea des corps à diversea tempérai ures, mars ISUo). 
Le fi T suit, H cet état, la loi ^rn»*raie «lécouverte par M. Curie, qui est 
ainsi conçue : le ci»effi('ient d'aimantation des corps faiblement magné- 
tiques varie en raison inverse de la température absolue; il est indé- 
pendant de rinteusité du champ. 

Le passage du fer de l'état faiblement magnétique, [i et y, a l'état 



514 RECHERCHES SUtl LES ACIERS AU NICKEL 

La présence de certains corps étrangers modifie la 
position de ces points de transformation sur Téchelle des 
températures, soit en les abaissant, soit en les relevant. 
M. Osmond a constaté qu'une addition de nickel, augmen- 
tant progressif' ement, abaisse les deux points a^ et a.y, et 
les rapproche tellement qu'on ne distingue pins guère 
qu'un seul point, lorsque la teneur en nickel dépasse 
10 p. KK). Au-delà de cette teneur, le point unique de 
transformation, qui comprend le point de transformation 
magnétique, continue à s'abaisser; lorsqu'il est au-dessous 
de la température ordinaire, l'alliage ne contient plus de 
fer sous la forme magnétique : le fer qu'il contient est à 
rétat v, ou 7 mélangé de ^, Le même phénomène est 
constaté lorsque des additions de manganèse sont faites 
<lans les mêmes conditions que les additions do nickel; 
on obtient des alliages de fer ot de manganèse qui con- 
tiennent, à la températiire onHnaire, du fer v. 

Entrci le fer v pur et le fêr a, corrospoïKlant à la trans- 
formation complète, se place la zone des états corres- 
pon<lants à des transformations incomplètes avec maintien, 
à la température ordinaire, d'une proportion plus ou moins 
grande de fers }f ou v. De là la série des ariers durs et 
magnétipolaires. 

Le dégagement de chaleur qui accuse» la i^osition du 
point <le transformation allotropique s'ét(Mid sur une zone 
de plus en plus grande, et devient de plus en plus diffi- 
cile il constater, à mesure que la teneur en nickel ou en 
manganèse s'élève : mais la position du point a, s'accuse 
toujours 1res nettement pnr l'apparition <hi magnétisme. 



f('rroina«j:nèliqu<' a, se fail pro^Tossi veinent. M. Curie a fait remarquer 
(|iie rintensilé de iainiantation du fer au^nnentr sous rintluenee de la 
température et de l'intensité du champ, connue la densité d'un (Inide 
sous rintluence de la température et de la pression. 

Cette dernière question a aussi été traitée par M. Osmond dans un 
mémoire intitulé : Whal is the inferior limit of ifte criiica/ poiîif (!> 
[The Mpldllof/raphisfy july 1Sλ9; Boston, Mass., U. S. A. . 



A HAUTES TENEUR» 515 

Telle est, très brièvement résumée, la théorie de 
M. Osmondetde Técolo allotropiste. 

État de dissolution mutaelle. — Les aciers qui ont fait 
l'objet de nos recherches doivent être considérés comme 
contenant leurs divers éléments à Tétat de dissolution 
mutuelle^ ou encore comme constituant des solutions 
solides, termes adoptés par plusieurs auteurs. 

L'état de dissolution (*) est un état autre que la combi- 
naison chimique proprement dite, laquelle fait disparaître 
tous les caractères distinctifs des constituants, et s'effectue 
toujours suivant des proportions définies. C'est aussi un 
état autre que le simple mélange, quelque intime qu'il 
soit, tel, par (exemple, que celui des gaz qui composent 
l'air atmos*phérique. En effet, (juoique conservant la plus 
grande partie do leurs caractères distinctifs, et étant as- 
sociés en proportions quelconques, ce qui exclut la com- 
binaison chimique, ces divers éléments subissent cependant 
des actions mutuelles, qui s'accusent par des modifica- 
tions considérables de leurs propriétés, ce qui ne se pro- 
duirait pas s'il y avait simple mélange. 

Dans les aciers, le rôle principal est généralement 
joué par le fer, parce qu'il est de beaucoup le corps dcmt 
la proportion est la plus considérable. Sa personnalité, 
s'il est permis de s'exprimer ainsi, reste parfaitement dis- 
tincte, quoique les corps qui lui sont adjoints, parfois en 
grand nombre et en fortes proportions, tendent à modifier 
profondément ses propriétés physiques et mécaniques. Il 
conserve notamment sa propriété d(> subir des transfor- 
mations allotropi(iues. Les autres corps gardent de mémo 



(*) Voir le mémoire de M. II. Le CJiatelier. Hecherches sur la (/isso- 
lulion 'Annales des Mines, février 18'J7 . Voir aussi les liapporls présenlés 
au Confp'ès inteimcilionai de Plnjuiiiue de 1000 : sir \V. !{oberts Aiisten 
et A. Stansfield, l. I, p. 38i; \V. Sprin^?, t. 1, p. 416; II. du Bois, t. Il, 
p. 417. 



516 RECHERCHES SDIt LES ACIERS AU NICKEL 

leur personnalité, cVst-à-dire conservent une partie de 
leurs caractères spécifiques, et la masse s'en ressent. 
Ainsi le nickel apporte sa ténacité, sa tendance à la tex- 
ture fibreuse, son inoxydabilité et éventuellement son ma- 
gnétisme. Le carbone reste l'élément par excellence dur 
et fragile, quoiqu'il puisse, dans certains cas, être la 
cause d'une grande diminution de la diu^eté et de la fra- 
gilité, en maintenant le fer à Tétat allotnipique v. 

Les aciers k hautes tqneurs en nickel et en manga- 
nèse réalisent tout particulièrement les conditions que nous 
venons de signaler comme caractéristiques des dissolu- 
tions mutuelles. En eff*et, le fer forme avec le nickel ou 
avec le manganèse, en proportions quelconques, des disso- 
lutions parfaitement conformes k la définition donnée ci- 
dessus, qui peuvent contenir en outre, dans les mêmes 
conditions, de notables proportions de chrome et do 
carbone. 

Le fer ne dissout pas une proportion quelconque do 
chrome : nous n'avons pas pu obtenir des aciers homogènes 
forgeables contenant plus de 30 p. 100 de chrome. 

Nous n'avons constaté aucune limite pour la dissolution 
d'une proportion de chrome dans le nickel : il est vrai 
que nous n'avons pas tenté de dépasser 10 p. 100. Par 
contre, nous n'avons pas pu faire dissoudre 20 p. 1 (X)de man- 
ganèse dans du nickel, nous avons été arrêtés k 13 p. KX). 

Le fer seul ne retient en dissolution une proportion 
notable de carbone que lorsqu'on a recours k la trempe, 
artifice qui maintient le carbone k l'état dissous commo 
aux températures élevées. La présence du nickel, du 
manganèse ou du chrome t(»n(l aussi k maintenir le car- 
bone en dissolution dans le fer. 

Le manganèse paraît être un très bon dissolvant pour 
tous les éléments constitutifs des aciers, ce qui lui permet 
de faciliter l'union de certains de ces éléments qui n'ont 
pas grande tendance k se dissou<lre mutuellement. C'est 



A HAUTES TENEURS 517 

pourquoi il ost très utile, et morne presque indispensable, 
pour l'obtention d'aciers homogènes se forgeant bien. 

On a vu qu'il favorise beaucoup raction du carbone 
sur le fer au point do vue des transformations allotro- 
piques. Le chrome joue ce même rôle mieux encore que 
le manganèse. Le nickel agit encore de môme, mais lieau- 
coup moins efficacement que le manganèse et le chromo. 

Certaines influences se com])attentdans les dissolutions 
mutuelles. Tel est le cas lorsque du fer et <lu chrome 
sont en présence d'une forte proportion de nickel : les 
points de transformation de ce dernier métal tendent à 
se relever sous l'inlluence du fer et à s'abaisser sous 
l'influence du chrome ; c'est celle <lu chrome qui l'em- 
porte (*) lorsque les deux métaux sont présents en pro- 
portions égales. 

De nombreux indices permettent d'admettre que cer- 
tains corps, le carbone entre autres, peuvent former 
entre eux des composés définis, capables de subsister 
en totalité ou en partie dans la dissolution. Parmi ces 
composés définis, nous signalerons les carbures doubles de 
fer et de chrome, ou de for et de manganèse; ces corps, 
lorsqu'ils se forment, peuvent se dissoudre et garder 
aussi ce que nous avons nommé leur personnalité, ce qui 
permet de leur attribuer une partie de la dureté et de 
la fragilité produites par les hautes teneurs en carbone 
et en chrome des aciers non magnétiques à très basses 
teneurs en nickel, quoique le maintien du for à l'état g 
sous l'influence du carbone paraisse être de beaucoup 
la principale cause de la dureté et de la fragilité. 

Ce sont ces carbures de fer et de chrome qui ont ten- 
dance à se liquater dans les aciers au carbone ou au 
chrome. 

On doit, croyons-nous, considérer conmie capable de 

(*) Voirp. 50i. 



518 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

former un iicier tout corps qui peut former avec le fer 
une dissolution mutuelle; et, aux éléments qui ont fait 
plus particulièrement Tohjet de nos recherches, il y a 
lieu sans doute d*en ajouter un grand nombre, tels que : 
le tungstène, le molybdène, raluminiura, le cuivre, le 
vanadium, le titane, etc., et même, dans une certaine 
mesure, le silicium, le bore, le phosphore et le soufre. 

Les propriétés physiques et mécaniques des aciers 
constitués par un seul ou plusieurs de ces divers éléments 
varient avec les proportions de chacun d'entre eux, 
d'une part en conséquence de leur action directe, résul- 
tant de leurs propriétés spécifiques, et, de Tautre, en con- 
séquence de leur action indirecte, résultant de leur influence 
sur Tétat allotropique du fer. 

On remarquera que nous dénommons ces dissolutions 
mutuelles aciers et non alliages, conformément à une 
définition donnée par Chevreul, que nous empruntons à 
un mémoire de M. G. Bresson (*), à savoir : « L'acier est 
un éiat parliculier du fer produit par Tunion de ce métal 
avec des corps dont la nature peut varier. » Cette défini- 
tion semble avoir été formulée par un allotropiste. 

En nous associant aux considérations exposées à ce 
sujet par M. Bresson, nous ne faisons que suivre Texemple 
de M. Hadfield(^*). 

Transformations allotropiques du fer dans les aciers. — 
Les transformations allotropiques du fer dans les aciers à 
hautes teneurs en nickel ou en manganèse se manifestent 
parla transformation irréversible, ou à grande hystérèse; 
nous n'avons donc, pour traiter cette question, qu'à rap- 
peler les conclusions de la première partie de notre exposé 
en les interprétant conformément à la théorie allotropiste. 



(*) Encyclopédie chimique deM.FRÉMY, t. \\ les Aciers. 
(**) U. A. Haofikld, On Manganèse sleel, p. 63, 



î 



A HAUTES TENEURS 519 

Influence de ia composition chimique, — Les constat 
talions relatives à la transformation irréversible, dont il a 
été rendu compte, ont mis en évidence deux phénomènes 
principaux, qui se produisent lorsque le carbone, le man- 
ganèse, le nickel ou le chrome sont en dissolution mutuelle 
avec le fer. Ces deux phénomènes sont : 

!• Un abaissement progressif absolu des points de trans- 
formation du fer à réchauffement et au refroidissement à 
mesure que la proportion des éléments ci-dessus mention- 
nés augmente, cet abaissement étant mesuré par rabais- 
sement du point de transformation à réchauffement seul; 

2* Un a])aissement supplémentaire du point de trans- 
formation au refroidissement seul, dû à rhystérèse(*), 
et mesuré par Técart qui se produit entre les points de 
transformation à réchauffement et au refroidissement. 

Nous allons suivre dans leurs diverses manifestations 
ces deux phénomènes tels qu'ils se produisent dans les 
aciers, à mesure qu'augmentent les proportions des quatre 
éléments qui font plus particulièrement l'objet de nos 
recherches. 

Au point de départ, fer pur, Tétat allotropique du fer 
est rétat a, en mélange ou en dissolution mutuelle avec une 
très faible proportion de fer à Tétat f*. Les transformations 
allotropiques se .produisent à des températures très élevées 
sans écart notable des deux points de transformation; la 
limite d'élasticité est basse, la résistance à la rupture 
est faible et ralhmgement à la rupture est considérable ; 
la perméabilité magnéti([ue est grande. 

Les additions d'éléments étrangers maintiennent une 
proportion notable du fer à Tétat ^. Elles abaissent en 
outre généralement l(?s points de transformation du for, 

(*) L'hystérèse dont il s'af(il est l'hystéK^se de température et non 
l'hystérèse de champ magnéti<|ue. Voir : l'Hystérésis, par E. Warbiir^; 
Rapports présentés au Co/iffrès international de Physique de 1900, t. II, 
p. 511. 



520 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

et produisent de rhystérèso, plus forte avec le carbone 
(jifavec le manganèse, avec le manganèse qu'avec le 
nickel, avec le nickel qu'avec le chrome ou le cobalt. Lo 
chrome a, indépendamment de son action directe sur les 
points de transformation du fer, une action sur le car- 
bone pour lui faire produire plus d'abaissement des points 
do transformation, avec plus d'hystérèse. Mais, tant que 
le point de transformation au refroidissement reste éloigné 
de la température ordinaire, le phénomène dont Timpor- 
tance est prédominante est Taugmentation de la propor- 
tion de fer p due à la présence des éléments étrangers. 
Le cobalt, qui, au moins jusqu'à la teneur de 30 p. 100, 
relève les points de transformation du fer, n'en agit pas 
moins, au point de vue de l'augmentation de la propor- 
tion de fer g, dans le même sens que le chrome, qui les 
abaisse lentement, et le nickel, qui les abaisse rapidement. 

A mesure que les proportions de ces divers éléments 
augmentent, une proportion de plus en plus grande de fer 
est maintenue à l'état g, ce ([ui s'accuse comme suit : la 
limite d'élasticité se relève, la résistance à la rupture 
augmente, l'allongement à la rupture diminue, la dureté 
et la fragilité augmentent, la striction de Téprouvetto de 
traction se localise complètement. L'acior reste magné- 
tique à la température ordinaire, mais devient de plus en 
plus magnétipolaire. 

On a reconnu les propriétés des deux premiers groupes 
d'aciers au nickel proprement dits que nous avons cons- 
titués, elles ont pour cause l'existence du for aux états 
a et 3 ^^ l'augmentation progressive de la proportion de 
fer ;â. 

Une nouvelle période commence lorsque les additions 
ont amené le point de transformation au refroidissement 
assez près de la température ordinaire pour qu'une partie 
du fer soit maintenue à l'état v : la limite d'élasticité 
s'abaisse, la résistance à la rupture diminue et l'allonge- 



A HAUTES TENKUKS 521 

ment augrni^nie : la dureté et la fragilité diminuent. La 
perméabilité magnétique et le magnétisme rémanent dimi- 
nuent to^it en subsistant encore. Le fer est en partie à 
chacun des trois états a, ^ et y, et le fer v tend de plus 
en plus à remplacer les fers x ot }. 

Ces propriétés sont celles des aciers au nickel propre- 
ment dits du troisième groupe. 

L'abaissement du point de transformation au refnndis- 
sement au-dessous de la température ordinaire a pour 
résultat de maintenir le fer d'abord aux états J et 7, et 
bientôt entièrement à l'état y. 

On ne connaît aucun moyen de constater exactement 
la position du point «3, où commence la transformation 
du fer Y en fer J ; l'existence d'ime forte proportion du fer 
à l'état 7 ne se manifeste guère que par une dimi- 
nution de la dureté, mise eu évidence par les essais méca- 
niques. Certains aciers, particulièrement des aciers car- 
bures et chromés, paraissent, si on on juge par leur 
dureté, contenir une forte proportion de fer g, quoique 
n'étant plus magnétiques. Dans ce cas, le point n^ reste 
à quelque distance du point «3. 

Lorsque le fer est entièrement à l'état 7, la limite 
(Kélasticité est basse, la résistance à la rupture est 
peu élevée, et l'allongement est très considérable. La 
dureté est faible et la fragilité merv(4lleusement réduite», 
môme lorsque l'acier a subi une notable déformation per- 
manente. La striction de l'éprouvette do traction s*étend 
sur toute sa longueur. Les propriétés mécaniques cessent 
(le varier rapidement sous rinfluence de faibles variations 
de la composition chimique ; l'état allotropique <lu fer ne 
se modifie plus. 

Les propriétés de ces aciers, qui sont celles du qua- 
trième groupe des aciers au nickel proprement dits, doivent 
être attribuées presque exclusivement au fer à l'état 7 
qu'ils contiennent. 



r)22 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

Le mainticïl du fer à Tétat v équivaut vraiment h la 
substitution d'un corps nouveau au fer a, car il a |)our effet 
non seulement de faire dispju'aitre le mapnétisme^*), mais 
encore de modifier presque toutes les propriétés pliys'qnes. 
Nous signalerons, en particulier, une modification profonde 
des conditions dans lesquelles Tacier se dilate, une aug- 
mentation de la densité, une diminution de la conductibi- 
lité pour la chaleur et pour rélectricité, une augmenta- 
tion de la chaleur spécifique (**), etc. 

La transformation du fer dans les aciers à hautes 
teneurs ne se révèle pas par de grands dégagements 
de chaleur au refroidissement, comme dans le cas des 
aciers à faibles teneurs. Les grands dégagements 
de chaleur, con'espondant ii la transformation du fer v 
en fer 3, et (hi fer fi en fer a, se proihiisent assurément 
toujours, mais ils se répartissent sur une zone de 
température très étendue, ce qui les rend peu sensibles. 
Cette constatation démontr(^ comme» plusieurs de celles 
dont nous avons remhi compte, que les transforma- 
tions allotropiques du fer se produisent avec une très 
grande lenteur dans les aciers à hautes teneurs, soit sous 
rinfluence des variations de la température, soit, ce qui 
est dans une certaine mesure équivalent, sous rinfluence 
des variations des teneurs en carbone, manganèse, nickel 
et chrome. 

Infliiencc (1rs traitements physiq tirs, — Les traitements 
physiques auxquels les aciers sont habituc^llement sou- 
mis sont : le corroyage à chaud par forgenge ou laminage; 



(*) Plus exHCtement, le fer devient, faiblement inaf^'né tique, et obéit 
aux lois ({«'«ouvertes par M. Curie, «ouiuie tous les corps «|ui possèdent 
cetl<' propriété. 

i**) Ce fait très int«'Tessant a «"'té constaté réceuuiient ])ar M. Bruce 
Hill à l'Institut de Physique de riniversitt* de Berlin, sur des aciers 
adressés par hnpiiy à réuiinent direcitmr «le «et Ijistilut. M. \o profes- 
seur Warhurg {Verlutndl.der Deulschen Phifsikal. ^Vsc//.v<//.. III. Jalirj;, 
Nr 10.) 



A HAUTES TENEURS 523 

le recuit à haute ou à basse température; la trempe après 
chauffage à haute ou ix basse température ; Técrouissage 
à froid, effectué par étirage à la filière ou par tout autre 
mode (le déformatiou à froid. 

Nous avons rendu compte de i)hénomènes complexes 
auxquels donnent lieu les aciers à hautes teneurs en 
nickel et en manganèse, soumis à ces traitements, et 
nous avons constaté que, parmi les résultats obtenus, les 
uns ont pour cause des modifications d*état allotropique, 
tandis que les autres ne i)araissent dus qu'à des modi- 
fications d'état moléculaire. Il reste à interpréter ces phé- 
nomènes conformément k la théorie allotropiste. 

Corrof/uf/e à chatifL — Les effets (hi corroyage h 
chaud n'ont été qu'accessoirement l'objet de nos 
recherches ; il y a lieu cependant de remarquer que les 
résultats dont nous avons rendu compte, comme obtenus 
avant recuit, trempe ou écrouissag(», sont relatifs à des 
aciers laminés ou forgés h chaud. Nos recherches ont 
montré que Tétat moléculaire «es aciers forgés ou lami- 
nés est différent de celui des mêmes aciers recuits, trempés 
ou écrouis après le forgeage ou le laminage, et il est 
certain qu'il n'est pas identi([ue à celui des mêmes aciers à 
l'état de lingot, avant le laminage ou le forgeage. 

Ce sont les aciers simplement corroyés à chaud (pii, dans 
nos recherches, ont accusé le plus grand écart entre les 
points de transformation à réchauffement et au refroidis- 
sement (*), c'est-à-dire 1(^ plus d'hystérôse et le plus de 

(*} Nous n'avons fait qu'une lentaUve pour comparer les posiUon 
des points de transfonnation d'un même acier à l'étal de Un^'ot et à 
l'état de barre laminée, l/acier «ontennit, p. 100, 2T,68 de nickel, 0.:il2 
de carbone et 0,47! de iiiangane^sc. Cet acier, très faibiomcnt nuigné- 
ti«|ue à la température ordinaire, soit à l'état de barrette découpée à la 
raboteuse dans le lin^^ot, soit à l'état de barre laminée, est devenu un 
peu plus magnétique â — "îx*. Au four chautlc électriquement, il a, 
dans le premier cas, perdu rélat magnétique à 47:»" et l'a repris à liOO", 
et, dans le second. Ta perdu à 'r2lj". et l'a repris au-dessous de 100", 
Peut-être le rabotage a-t-il écroui quelque peu la barrette découpée. 
d'où le relèvement constaté dans le premier cas. C'est à vérifier. 



524 RECHERCHES SDR LES ACÎERS AC NICKEL 

stabilité pour lo faux ôquilibro inoléculairo cjui on résulte. 
Il faut on conclure que le corroyage à chaud a une grande 
tendance à maintenir une forte proportion du fer à 
l'état v 

Ecrouissage à froid, — Au contraire, l'équilibre molé- 
culaire dû il Thystérèse paraît prendre le maximum do 
fragilité lorsque les aciers sont écrouis àfroid ; Técrouissago 
atténue plus que les autres traitements Tintensité de Tliys- 
térèse, il tend à ramener le fer y à Tétat ^ et à Tétat a. 

Le diagramme [fiy, 10) relatif à lartion de Técrouis- 
sage(*) sur les positions des points de transformation 
des aciers au nickel proprement dits, accuse deux 
périodes bien distinctes : lorsque le fer est pur, ou addi- 
tionné d'une faible proportion de nickel, Técrouissage 
abaisse les points de transformation d'une di/aine de 
degrés; lorsque la proportion de nickel est considérable, 
récrouissage relt'^ve les points de transformation, et 
notamment relevé les points de transformation au refroi- 
dissement de plusieurs centaines de degrés ; pendant 
le passage- de la première période à la seconde, Teffet 
produit par Técrouissage est sejisiblvmenl 7iul. 

('es phénomènes s'expliquent comme suit : le fer, qu'il 
soit à Tétat a ou à l'état 7, tend, sous riniluence de 
récrouissage, à passer à Télat a avec une forte propor- 
tion de fer à Tétat fi. La première période est celle pen- 
dant laquelle le fer est à l'état a avec une faible propor- 
tion de fer li ; l'écrouissage augmente la proportion de 
fer Ji, d où ral)aissement des points de transformation. 
La seconde période est celle pendant laquelle une forte 
proportion de fer est à l'état 7 ; Técrouissage tend à trans- 
former ce fer y en fers a et ^, d'où le relèvement des 
j)oints de transformation, et, notamment, le relèvement 



{•) Les «'onstatatiims r«*suiin'es «lans re* (liaf^r.iinino s(miI rnlaliveî* à 
di*s échantillons trempés avant récr(»uihsaf;e; mais la lni est la même 
dans le cas on TiMTouissage n'est pas précédé de la trempe. 



A hatjTKs teneurs 525 

très considérable du point do transformation au refroitlis- 
sement. I>a période interméiliaire est celle peuplant 
laquelle Técrouissago ne se produit plus, les essais méca- 
niques le démontrent comme les déterminations de points 
de transformation : la limite d'élasticité, trop proche de la 
résistance à la rupture, ne s'élève plus sous l'action de la 
déformation à froid, car Tacier est comme écroui d'avance ; 
on constate en même temps que les points de transfor- 
mation ne s'élèvent ni ne s'abaissent. C'est que la pro- 
portion de fc^r ^ a atteint son maxinmm, et ne peut plus 
être augmentée par Técrouissage. 

L'action de l'écrouissage sur le point de transformation 
au refroidissement est particulièrement intense, lorsque 
le fer est, au moins en partie, à l'état 7, parce que ce 
traitement tend à détruire ré(iuilibre moléculaire instable 
produit par l'hystérèse. Le relèvement de ce point de 
transformation sous l'influence de l'écrouissage est un 
phénomène caractéristi(]ue de la présence du fer y dixns 
un acier; or nous Tavons obtenu avec des aciers à faible 
teneur en nickel, carbures et chromés, et avec des aciers 
à teneurs en manganèse peu élevées. On voit ([ue le car- 
bone et le manganèse retardent beaucoup plus encore que 
le nickel la transformation du fer au refroidissement, et 
la rendent plus progressive. 

Lorsqu'on recuit un acier écroui, les points de trans- 
formation relevés disparaissent, en même tenq)s que deux 
phénomènes caractéristiques de l'état moléculaire produit 
par l'écrouissage, à savoir des tensions intérieures irrégu- 
lièrement distribuées très intenses qui s'étaient produites, 
et une augmentation considérable de la dureté qui s'était 
manifestée ; il y a donc au moins coïncidenct», si ce n'est 
relation de caus(» à effcît, entre le relèvement des points 
de transformation, rexistence de tensions intérieures <^t 
Taugmentation de la dureté. 

Ce relèvement du poini de transformation n'est pas 



526 RECHERCHES SUR LES ACIERS AT' SICKEL 

produit par récrouissage seul; il n'est obtenu que si, après 
récrouissage, la température est suffisamment abaissée. 
C'est une condition indispensable pour l'apparition du 
magnétisme, c'est-à-dire du for a. Faute d'un abaisse- 
mont suffisant de la température, lo fer reste à l'état y 
avec forte proportion de fer g, quoiqu'il ait acquis une 
tendance beaucoup plus grande à se transformer en fer a, 
et qu'il se transforme à une température notablement plus 
élevée que s'il n'était pas écroui. 

Le durcissement par écrouissagc, poussé à l'extrême, 
peut ramener à l'état magnétique môme les aciers non 
magnétiques dont le point de transformation est très éloi- 
gné au-dessous de 0". Des copeaux provenant d'un acier 
non magnétique même dans l'air liquide, prélevés à la 
surface de pièces fortement écroules, se sont montrés 
magnétiques à la température ordinaire. Le fer v a été 
amené à l'état a en apparence par l'écrouissage seul, mais 
en réalité par l'écrouissage et la température ordinaire. 

L'efi'et produit par l'écrouissage sur le fer v est d'au- 
tant plus grand que l'existence du fer à cet état, à la 
température ordinaire, est due à un phénomène d'hysté- 
rèscî plus intense. C'est pourquoi un coup de marteau 
suffit pour amener à l'état magnétique a une partie du 
fer Y de l'acier (*) à 12,77 p. UX) do manganèse (102), qui 
est non magnétique, même à la température de — 78**, 
lorsqu'il n'est pas écroui. 

Recuit, — Le recuit détruit les cff*ots do l'écrouissage, 
mais il ne rétablit pas l'état moléculaire antérieur, produit 
par le corroyage à chaud. Qu'il soit eff'ectué avant ou après 
l'écrouissage, le recuit produit un état moléculaire particu- 
lier, caractérisé, au point de vue mécanique, par l'absence 
do tensions intérieures, et, au point de vue allotropique, par 



(*) Vi>ir p. ti>2. 



A HAUTES TENEURS 527 

des positions particulières des points do transformation. 

II y a lieu de distinguer le recuit à une température 
supérieure à celle du point de transformation à réchauf- 
fement du recuit à une température inférieure à celle de 
ce point de transformation, c'est-à-dire le recuit d'un 
acier contient le fer à Tétat 7, du recuit d'un acier con- 
tient le fer aux états a et 3- 

Le recuit k haute température facilite la transformation 
du fer 7 en fers a et 3 on atténuant riiytérèse ; il agit 
fîonc comme l'écrouissage, quoiqu'il rende nécessaire un plus 
grand abaissement de la température pour que le relève- 
ment du point de transformation au refroidissement se 
pnxluise. Le durcissement produit par le recuit des aciers 
au nickel ou au manganèse du type à haute limite d'élas- 
ticité est ainsi expliqué : il a pour cause une diminution 
de la proportion de fer y ^t une augmentation de la pro- 
portion des fers a et 3- 

Lorsque, n'étant pas suivi d'un abaissement de la tem- 
pérature suffisant, il ne transforme pa? le fer 7 en fer a, 
avec forte proportion de fer 3» '<? recuit n'a pas d'autre 
effet qu'une modification de Tét.it moléculaire de l'acier, qui 
s'accuse principalement par un abaissement de la limite 
d'élasticité et. une augmentation de l'allongement à la 
rupture; c'est le cas des aciers que nous avons dénommés 
du type à basse limite d'élasticité. 

Le recuit à basse température, c'est-à-dire le recuit 
des aciers contenant le fer à l'état a avec proportion de 
fer 3» diminue l'intc^nsité du magnétisme rémanent, 
c'est-à-dire la proportion de fer 3- H "^ que peu d'action 
sur la position des points de transformation, et, loin do 
relever le point de transformation au refroidissement, il 
parait l'abaisser quelque peu. Son action est, au point de 
vue allotropique, tout à fait différente de celhî du recuit 
à haute température ; il en est de môme au point <le vue 
des propriétés mécaniques. 

Tome I, 1902. 34 



528 RECHERCHES SUR I.ES ACIERS AU NICKEL 

Trem/jc, — Les effets delà trempe rappellent beaucoup 
ceux (lu recuit, et s'expliquent de même. Elle agit beau- 
coup plus rapidement et plus brutalement, en produisant 
quelques tensions intérieures ; Tétat moléculaire qui en 
résulte n'en est pas moins, serablo-t-il, peu différent de 
celui qui a pour cause le recuit. 

Au point de vue allotropique, elle a la môme influence 
que récrouissage et le recuit ; elle tend à ramener le for y 
à Tétat a avec forte proportion de fer g. Mais, comme 
récrouissage et le recuit, elle ne produit ce résultat que 
si la température s'abaisse assez pour que la transforma- 
tion s'effectue. Si cet abaissement delà température ne se 
produit pas, le fer reste en très grande proportion ii 
l'état Y- Dans ce cas, la trempe n'a pas d'autre effet 
qu'une modification de l'état moléculaire de l'acier, carac- 
térisée par un abaissement de la limite d'élasticité et une 
augmentation de l'allongement à la rupture ; mais la ten- 
dance à la transformation en fer a avec forte proportion 
du fer fi, quoiqu'elle reste pour ainsi dire latente, est 
beaucoup plus grande que si l'acier n'avait pas subi la 
trempe. 

La trempe après chauffage à une température infé- 
rieure à celle du point de transformation h réchauffe- 
ment, c'est-à-dire à une température à laquelle le fer 
contenu dans Tacior esta l'état a avec proportion du fer^, 
produit sensiblement les mêmes effets que le recuit à 
cette même tempéi-ature. 

Caractères spécifiques (/tt fer y- — On voit que le 
fer v, quoique n'existant à la température ordinaire qu'à 
l'état d'équilibre instable, grâce à l'hystérese, n'en a pas 
moins une existence bien réelle dans un grand nombre 
d'aciers parmi ceux qui ont fait l'objet de nos recherches. 
Ses caractères spécifiques, qui sont mis tout partie ulièix?- 
menten évidence par les traitements physiques, l'éloignent 
beaucoup du fer«. 11 ne durcit pas par la trempe, même 



A HAUTES TENEURS 529 

lorsqirU est fortement carburé ; ce traitement Tadoucit 
comme le recuit. Par C(mtre, il durcit considérablement 
par Técrouissage ; cette dernière propriété en fait un 
métal analogue à la généralité des métaux ductiles, ce 
qui tend à donner au fer k Tétat magnétique a le carac- 
tère d'une exception. 

Cependant, Técrouissage des aciers contenant le fer à 
Tétat V se produit dans des conditions qui ne paraissent 
pas se produire pendant Técrouissage des laitons et autres 
alliages. La transformation moléculaire sous rinlluence de 
la déformation s'effectue par honds, ce qui s'accuse sur 
les diagrammes des essais à la traction ou à la com- 
pression par une succession de paliers donniuit les 
limites d élasticité d'une succession d états moléculaires 
différents. Cette allure par bonds rappelle celle des 
modifications de volume des môme aciers sous l'influence 
du refroidissement signalée par M. Ch.-Ed. Guillaume; 
peut-être doit-on rattril)uer k Tétat d'équilibre instable du 
fer Y, n'existant à la température ordinaire (jue grâce à 
l'hvstérèse. 

Ces constatations nous paraissent apporter quelque 
lumière à l'étude comparative des effets de la trempe et 
de récrouissage, à laquelle M. le professeur Howe a con- 
sacré une grande partie de son remarqua])le mémoire 
sur la trempe de racier(*), mémoire dont l'étude nous 
a été très profitable. 

Elles font connaître quelques manifestations nouvelles 
de la « nature protéiforme du fer », déjà signalée, il y a 
un siècle, par Bergmann, ainsi que l'a rappelé récemment 
sir Roberts Austen (**). 



(*) Iron and Steel fnstitiilc : la Trempe de Vacier. Traduit et annoté 
par M. Osmond {Ihtllelin de. la Socielé d'Encouragement^ février 1896). 

(*•) Iron and Steel tnatilute. Congrès de 1500 : adresse du Président, 
traduction de M. Osmond i page 111. 



530 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Transformations allotropiques du nickel dans les aciers 
au nickel. — Le nickel peut, comme le fer, exister dans 
les aciers à des états allotropiques différents ; M. Osniond 
a dénommé ces états : nickel a et nickel ^, nickel ma- 
gnétique et nickel non magnétique. 

Le chrome et le manganèse, dans les alliages qu'ils 
forment avec le nickel, abaissent ses points de transfor- 
mation, c'est-à-dire tendent à transformer le nickel a on 
nickel g. Le fer se comporte autrement lorsqu'il est en 
proportion peu élevée, il relève les points de transfor- 
mation du nickel ; cependant^ lorsque sa proportion 
dépasse 30 p. 100, il cesse do relever ces points de trans- 
formation, et les abaisse, au contraire, de sorte qu'il 
tend aussi alors à faire passer le nickel a à Tétat g. 

La transformation du nickel g en nickel a no se produit 
pas brusquement, au refroidissement, à la température 
du point de transformation; une partie du nickel reste à 
l'état 3, et se transforme progressivement à mesure que 
la température s'abaisse; la variation de l'intensitc'^ du 
magnétisme le révèle (*). Par conséquent, les aciers au 
nickel à teneurs comprises entre 26 et 70 p. 100 de 
nickel contiennent une proportion do nickel a de plus 
en plus forte à mesure que leur teneur en nickel aug- 
mente. 

Les propriétés mécaniques du nickel g diffèrent peu de 
celles du nickel a, car, lorsque la teneuren nickel s'élève, 
les propriétés mécaniques des aciers au nickel varient 
peu entre les teneurs en nickel de 26 et de 50 p. 100; 
c'est pourquoi les modifications de l'état allotropique du 
nickel peuvent être considérées par le métallurgiste 
comme ayant une influence négligeal)le. 

11 n'est cependant pas sans intérêt de reclien^her quelle 



{*; Voir : Recherches sur les propriétés mtujnéluiues des aciers au 
nichel. par M. K. Duiiiont [Comptes liendus de l'Académie des ScienceSy 
t. CXXVI. i>. 741; 1898). 



A HAUTES TENEURS 531 

est la cause de l'état magnétique des aciers au nickel. 
Nous avons, dans une communication antérieure (*), 
admis, comme conséquence de Texamen du diagramme 
{fig. 7), que le magnétisme des aciers au nickel, qui n'ont 
pas été refroidis au-dessous de 0*, provient exclusivement 
du fer, si la teneur en nickel est inférieure à 25 p.lOi), et 
exclusivement du nickel, si la teneur en nickel est supé- 
rieure à 26 p. 100. 

Cette interprétation (les faits exposés a été basée sur les 
considérations suivantes : 

La transformation irréversible et la transformation 
réversible des aciers au nickel sont des phénomènes dis- 
tincts. 

Les points de transformation irréversible se relient 
sans interruption aux points de transformation du fer pur,- 
et les points de transformation réversible se relient de 
même, dans Tétat actuel de nos connaissances, aux points 
de transformation du nickel pur. 

Une transformation irréversible se produit, semblable 
à la transformation irréversible des aciers au nickel, dans 
les aciers au manganèse et dans Tacier au carbone 
dénommé austonite. Ces aciers n'accusent aucune trans- 
foiTiiation analogue à la transformation réversible des 
aciers au nickel. Cette transformaticm a, par contre, son 
analogue dans les alliages nickel-chrome, nirkel-man- 
ganèse, nickel-cuivre et nickel-étain. 

Les propriétés mécaniques des aciers au nickel, quelle 
que soit leur teneur en nickel, no se rapportent (|u'ii deux 
types seulement : le premier, celui des aciers qui ont subi 
la transformation irréversible ; le second, celui des aciers 
qui ne Tout pas subie. Or les propriétés très différentes 
de ces deux types d'aciers s'expliquent par la présence 
du fer à Tétat a magnétique, avec une proporti(m variable 



[*) Comptes Rendus de l Académie des Sciences ^ 14 mai 1900. 



532 RECHERCHES SUR LES ACIERS AD NICKEL 

de fer 3» dans les premiers, et do for à Tétat v non magné- 
tique, dans les seconds. 

Ainsi exposé, le phénomène n'apparaît probablement pas 
dans toute sa complexité. M. Osmond estime que les 
maxima des courbes du diagramme doivent indiquer, pour 
certaines teneurs, la formation de composés définis de 
fer et' de nickel. Il fait, en outre, à notre interprétation 
les deux objecti(ms (*) suivantes : V ollo n'explique pas 
la dilatation presque nulle des aciers ii 30 p. 100 de 
nickel, découverte par M. Guillaume; 2* elle attribue au 
nickel, dans certains aciers ou alliages, une intensité 
magnétique supérieure h celle que ce métal posséderait 
s'il était libre. 

M. Guillaume, d'autre part, a fait remarquer (*') que 
notre hj'pothèse no fournit aucune base pour l'interpréta- 
tion des phénomènes do magnétostriction, signalés par 
MM. Nagaoka et Honda (***) comme constatés sur des 
aciers au nickel qui ont été mis à leur disposition par 
Imphy. 

Tel est l'état actuel de cette intéressante question. 

Influenoe particulière de chaque élément sur la position 
des points de transformation allotropique des alliages. — 
Les trois métaux magnétiques, c'est-à-dire susceptibles 
<le subir la transformation allotropique caractérisée par 
Tapparition ou la disparition du magnétisme, subissent 
cette transformation, lorsiju'ils sont à l'état pur : le 
cobalt vers 1.100", le fer vers 800" et le nickel vers 340**, 
et, lorsqu'ils fcmt partie d'alliages, à des températures très 
différentes. Nous avons vu que le nickel, additionné «au 

(*; Compf.e» Hendus de l' Académie des Sciences, l. CXXXIV, j). '>'J6, 
10 mars 1902. 

(**; Comptes He II dus de V Académie des Sciences, t. CXXXIV, p. 538. 
:i mars 11)02. 

(***) Comptes Hendas de VAcadéinie des Sciences, t. CXXXIV, p. "136 
3 mars 1902. 



A HAUTES TENEURS 533 

fer, abaisse immédiatement ses points de transformation, 
et qu'il en est de même lorsqu'on ajoute au fer du carbone, 
du manganèse ou du chrome, éléments non magnétiques. 
Le fer n'agit pas de même lorsqu'il est additionné au 
nickel, car il relève ses points de transformation, tant 
que sa proportion ne dépasse pas 30 p. 100. Le chrome, 
le manganèse, le cuivre et Totain abaissent immédiatement 
les points de transfonnation du nickel. Enfin le cobalt, 
au moins jusqu'à la proportion de *,Î0 p. 100, relève les 
points de transformation du fer; nous ignorons comment 
il se comporte au delà. 

Il serait prématuré de tirer de ces constatations une loi 
générale, car il rest^ à rechercher en particulier quels 
sont les effets des additions de fer, de nickel, do man- 
ganèse et de chrome au cobalt et des additions de cobalt 
au nickel; cependant il est peut-être intéressant de faire 
remarquer dès maintenant que les résultats actuellement 
acquis peuvent se résumer comme suit : 

Les métaux magnétiques, en dissolution mutuelle avec 
un d'entre eux, conservent leurs points de transformation 
distincts. 

Ces points de transformation s'abaissent en présence 
d'un élément non magnétique ou d'un métal magnétique 
dont le point de transformation est moins élevé sur réchcUe 
des températures. 

Ils se relèvent, au contraire, en présence d'un métal 
magnétique dont le point de transformation est plus élevé 
sur l'échelle des températures, mais si la proportion de 
ce métal continue à augmenter, le relèvement cesse et se 
change en abaissement; c'est du moins ce qui se produit 
dans le cas du fer et du nickel. 



534 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

APPLICATIONS. 

Orientation des recherches d'applications nouvelles. — Les 
applications des aciers au nickel ou au manganèse à hautes 
teneurs, actuellement réalisées, sont peu nombreuses et 
peu importantes; ce n'est donc guère que de recherches 
d'applications nouvelles qu'il peut être question dans cette 
partie de notre exposé. 

En présentant, dans un ordre suggéré par des vues 
théoriques, des constatations de propriétés physiques et 
mécaniques, nous avons eu pour objectif bien moins de 
contribuer à élucider un très intéressant problème de 
physique moléculaire que de mettre en évidence, parmi 
les propriétés fondamentales de ces aciers, celles qui sont 
de nature à diriger les recherches (rapplications. Elles 
ont déjà été souvent signalées dans le cours de notre 
exposé ; il ne sera cependant pas inutile de les mention- 
ner à nouveau, en faisant connaître, pour chaque variété 
d'acier, les applications réalisées et celles qui paraissent 
pouvoir être visées. 

Au moment où des efforts incessants cherchent à obte- 
nir des machines et des mécanismes de toutes sortes un 
meilleur effet utile, n'est-il pas urgent de mettre à leur 
disi)Osition des matières premières nouvelles, ayant des 
qualités de premier ordre, telles que celles des aciers qui 
contiennent de fortes proportions de nickel et autres 
éléments mis récommcmt à la disposition de la métallurgie. 
Se laissera-t-on arrêter par l'augmentation do prix de 
revient apportée par ces éléments, s'il est constaté qu'ils 
s(»n( indisponsa])l(\s, pur (?xen)ple, pour obtenir les aug- 
mentations do vitc^sse, de puissance, de légèreté, tant 
rt'clamées ]>ar 1(îs industries de ti'ansjiort sur terre, sur 
mer et même dans Tair? Évideninient non. D'ailleurs, le 
prix de revient ne tardera pas à diminuer rapidement 



I 



il 



Fio. 13. — PhoUixTipliir clr di'iix ('■prinivettcii il'i-ssii 
d'arieraA 16 p. lUit de nii-ket, flnnt Tuue t'A inii^urV\>vt^>' 
aoa aisgnétifiiie 



'!•• . . 



v . 

I 

■f 



A HAITKS TKNECRS 535 

lOrsque les métaux spéciaux, le nickel en particulier, ayant 
conquis des débouchés nouveaux, auront trouvé Técou- 
lementqui, actuellement, leur fait si gravement défaut. 

Parmi les notions fondamentales avec lesquelles il 
importe de se familiariser au moment de commencer des 
recherches destinées à tirer parti tles remarqualdes qua- 
lités de ces variétés diverses d'aciers, il n'en est pas de 
plus importante que celle des transformations ailoti*opiques 
du fer. Quoique cette notion soit souvent accueillie avec 
hésitation par les métallurgistes qui n'ont pas eu l'occa- 
sion de soumettre à des essais les aciers au nickel ou au 
manganèse non magnétiques, il faut })ien qu'on se décide 
à la faire entrer dans la pratique, c'est-à-ilire dans la 
terminologie usuelle des usines. On ne peut plus, en 
effet, ne pas reconnaître que le fer contenu dans les 
aciers peut, en présence du nickel, du manganèse, du 
carbone et du chrome, et aussi d'autres éléments moins 
connus, exister soit à ïétat magnétique plus ou moins 
f/uf\ comme dans les aciers ordinaires au carbone (fer a 
mélangé d'une proportion plus ou moins grande de fer 3), 
Soit à Véfal non magnétique plus ou moins dur (fer 7 
mélangé d'une proportion plus ou moins grande de fer 3), 
et qu<? son existence à l'un ou l'autre de ces états allo- 
tropiques a une intluence vraiment prépondérante sm* les 
propriétés physiciues et mécaniques de Tacier. 

Cette influence prépondérante est bien mise en évi- 
dence par l'examen comparatif de deux éprouvettes d'aciers 
au nickel dont nous donnons ci-contre [fig, 13) une phot^j- 
graphic que iious devons ii l'obhgeance do M. Frémont. 

D(^ ces deux aciers, l'un est magnéti(|ue, et l'autn? non 
magnétique ; (-(^pendant leurs teneiu-s en nickel scmt 
presque id(»ntiques; ninis, dans la premièn», 1(^ Un" i^s( à 
l'état magnéti(|ue, et, dans la seconde, il est à l'état non 
magnétique. Les compositions chimiques de ces aciers 
sont les suivantes : 



536 



RECHERCHES SUR LES .\CIERS .\U NICKEL 



DESIOIIATION 

des 
échanlillono 






coMPOsmon chimique ?. 100 



Carbune 



0.102 
0.533 



Silicium 



0.117 
0.3M) 



Manganèse 


Chrome 


0.128 
0.828 


3.02 



Nickel 



lâ.92 
16.05 



L'éprouvette de réchantillon (26) a été recuite à 400°, 
et colle (le réchantillon (28) a été trempée au rouge 
cerise clair ; ces traitements sont les plus favorables 
respectivement pour augmenter rallongement à la rup- 
ture. 

Les éprouvettes de 100 millimètres entre repères se sont 
comportées très différemment à la traction, Texamen de 
la photographie permet de s'en rendre compte. L'échan- 
tillon (26), acier peu écrouissable, ne s*est guère déformé 
que dans la région de la rupture ; il est resté brillant, 
c'est-à-dire à peu près intact hors de cette région ; 
l'échantillon (28). acier qui s'écrouit fortement, s'est 
allongé dans toute la longueur do Téprouvette ; son 
diamètre a considérablement diminué et sa surface est 
devenue terne (*). 

Les résultats des essais à la traction ont été les sui- 
vants : 



DltfllONATlOM 

des 
échantillonK 



(28'i 



TRAITKMRNTS HCRIS 

par les 
échanlillunN 



recuit à 4<)0*. . . . 
trt-mpô 



RK80LTAT8 hBS K8HAIS A LA TRACTION 



Limites 
d'élasticité 

par 
mm. carré 



7r,,2 

3-2,8 



Hésistances 
à la rupture 

par 
mm. carré 



8λ,2 
77,5 



Allongements 

p. 100 
à la rupture 



1î) 
73 



Strictions 

^'xioo 



54,5 
68 



(*) La surface brillante de l'éprouvette magnétique est venue sur la 
photographie entourée d'un halo, ce (pii ne s'est pas produit pour la 
surface terne de l'éprouvette non magnétique. 



A HAUTES TEXEURS 537 

Le? résultâtes numôri<iues acousont, comme Taspoct îles 
êprouvettes, des pn>priétês très différentes. On est amené 
en conséquence a donner à ces deux aciers des applica- 
tions trvs différentes : Tun dVux, le premier, convient 
très bien pour les épreuves statiques, tandis que le 
second est merveilleusement pn'*paré pour les épreuves 
dynamiques. En effet, au point de vue de féquilihre exclu- 
sivement, c'est la haute limite d'élasticité qui est la pn>- 
l»riété la plus utile: et, au iMÛnt de vue de la quantité de 
force ^ive consommée pour prinluire la défi»rmation qui 
précède la rupture, c'est le grand allongement à la rup- 
ture qui a l'influence préjMindérante. 

Le travail mécanique nécessaire pi^ur produire la rup- 
ture n'a été évalué d'une manière précise, en kilogram- 
mètres, que dans le cas de la rupture par chocs, méthode 
de M. Frt^mont ; il aurait été intéressant de la mc^surer 
de même dans le cas de la déformation lente. En effet, 
une importante consommation de force vive est un frein 
puissant i)Our la déformation qui précède la rupture, elle 
la ralentit, et peut même l'empêcher d'aboutir si l'inten- 
sité de l'effort diminue avant (ju'il ait eu le teuq)s de 
produire tout son effet. 

Ne disposant pas des appareils nécessaires pour mesu- 
rer ce travail mécanique, nous ne pouvons que Tévaluer 
approximativement. Le travail mécanique correspondant 
à cette déformation est égal au produit des doux fac- 
teurs : effort moyen et allongement à la rupture ; or ce 
pHnluit est évidenmient beaucoup plus grand pour Tacier 
non magnétique que pour Tacier magnétique, à cause <le 
rallongement généralisé de toute la pièce, que nous 
venons de signaler comme une des particularités les plus 
remarquables des aciers non magnétiques. 

A l'essai au choc sur barrettes entaillées, la diff(»renco 
est encore plus accentuée. L'acier jnagnétiquo consomme 
pour rompre environ 15 kilogrammètrds, et l'acier non 



538 RECHKÏlCrtES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

magnétique plus do 40 kilogramme très, c'est-à-dire le 
résultat le meilleur que M. Frémont ait jamais obtenu. 

On ne peut attribuer qu*k Tétat allotropique du fer les 
différences constatées. Les teneurs en nickel sont les 
mômes, et l'adoucissement de l'acier non magnétique no 
peut pas avoir pour cause directe les augmentations de 
teneurs en carbone et en manganèse févélées par 
l'analyse, ni Taildition d'une proportion de chrome ; ces 
éléments, qui sont plutôt durcissants, n'ont adouci que 
parce (ju'ils ont maintenu le fer à l'état non magnétique. 

Classification générale des aciers à hantes teneurs en 
nickel, manganèse, chrome et carbone. — Nous ferons la 
revue des applications auxquelles peuvent donner lieu les 
divers aciers (jui ont fait l'objet de nos recherches, eu les 
classant en quatre groupes analogues à ceux des aciers 
au nirkel proprement dits qui ont été constitués pendant 
le cours de notre exposé ; on sait que cette classification 
a pour base Tétat allotropique du fer. Ces (quatre groupes 
cmt été définis soit par leurs propriétés mécaniques, soit 
par la composition chimique des aciers qui les composent, 
soit par la position des points de transformation allotro- 
pique du fer qu'ils contiennent; nous donnerons la pré- 
férence à cette dernière définition, qui a un caractère plus 
général : 

Premier groupe, — Point de transformation au refroi- 
disseuïent situé au-dessus de la température ordinaire, et 
ne s'al)aissant pas au-dessous de 150". I /influence de la 
position du j>oint de transformation an refroidissement sur 
Tétai alloti-opi(|ue du fer est négligeable; mais cet état 
all(>tro])i(jue ost considérablement modifié par l'action 
dinM-((» des éléments (étrangers, (jui tend ii augnienlor la 
pro[)()rtir>n de 1er fi. 

Ueiuihne groupe, — Point de transformation an refroi- 
dissement situé au-dessus delà température ordinaire. 



A HATTES TENEURS 53î> 

entre li»* ei l.V' . LintlutMico «le la }Hisiiû»u Au {KÙnt île 
transfonnati«»n au refn.>iilis<onu*m nVst pas encore bien 
sensible. La pn»fH.irti<in de fer p varie j>eii. 

Troisif-Mf grtmfip. — Point «le transfomiaiion au 
refroidissement situé au-<lessus de la tempérai un* onli- 
naire, mais au-dessc»us de l<>i''. Le fer non ma«înétif]ue 
apparaît: sa pn»pMrtion auirmente rapidement à mesure 
que Iep*jint de transformation au refn»!di*^semenl s'abaisse. 

Qunlrlhne tjrfnipr. — Point de iransformaiinu au 
refroiilissement situé au-^lessous de la tenijvratuiv ordi- 
naire. Le fer est en t^»talité non miignétique. 

Iiflaenoe individuelle des divers éléments constituants. — 
Celle rlassification ne tient compte des pro[K>rtions de 
nickel, manganèse, chnime et carbtMie cprau point de 
vue de leur a'-lion sur l'état allntn>pique du fer, ce qui 
est, à la rigueur, suffisant, puisque ces éléments peuvent 
être, dans une large mesure, substitués Tun à Tautre 
sans que l'état allotropique du fer soit nukiitié. Cependant 
chacun des éléments constituants tle l'acier a son intluence 
individuelle résultant de ses propriétés particulières. 

Le nickel, et même le manganèse et le chnnne, qui 
sont des métaux, modifient l'état allotropique du fer, 
comme le carl)one, mais en donnant à l'acier plus de téna- 
cité et moins de fragilité: ce métalloïde seml)le n^ster dans 
les aciers le corps très dur qu'il est à l'état de diamant. 
lyC nickel fait bénéficier l'acier <le sa texture fibreus(\ de 
sa ténacité, de son inoxydabilité, qualités qui assurent 
aux aciers au nickel d'importants avantages sur les 
aciers au carbone et même sur les aiûers au manganèse, 
et qui doivent leur faire donner, <lans certains cas, la pré- 
férence, malgré l'augnienlation très consi<léral)le d(» prix 
de revient qu'entraîne rempl<»i du nickel. Le manganèse 
apporte plus de dureté que le nickel, mais m<»insde ténacité. 

L'influence individuelle de ces divers constituants est 



5i-0 RECHERCHES 8UR LES ACIERS AU NICKEL 

considérable, elle n'en est pas moins généralcnienl beaucoup 
moindre que celle de Tëtat allotropique du fer, parce que ce 
métal est toujours Tëlément dominant dans les aciers ; c'est 
pourquoi nous avons, pour orienter les recherches d'ap- 
plications nouvelles, donné la préférence à une classifica- 
tion tenant compte presque exclusivement de Tétat allo- 
• tropique du fer. 

Il convient de remarquer que le nickel et le man^^a- 
nèse, quoiqu'ils jouent, comme le carbone, le rcMe d'élé- 
ments durcissants, ne peuvent pas donner la dureté aux 
aciers à un degré comparable à cehii qui est atteint dans 
les aciers au carbone trempés, employés pour la prépa- 
ration des outils destinés à usiner les métaux. Le nickel, 
notamment, apporte la ténacité, la ductilité etTabsence do 
fragilité, et seulement une dureté relative. 

Aciers du premier gn^oupe. — Ce sont les aciers au nickel 
proprement dits à teneurs en nickel ne dépassant pas 
15 p. KX), et les aciers au manganèse à teneurs en man- 
ganèse inférieures à 7 p. 100. Nous diviserons ce groupe 
en doux sous-groupes. 

Aciers à faibles teneurs en nickel et manganèse. — 
Nos recherches, ayant pris plus particulièrement pour 
objectif les aciers à hautes teneurs en nickel, manganèse 
et chrome, nous no nous laisserons pas arrêter par les 
aciers à faibles teneurs, malgré le très grand intérêt qu'ils 
présentent. 

Nous entendons par aciers à faibl(\s teneurs ceux dans 
lesquels la proportion de nickel ne dépasse pas 5 p. KX) 
et la projiortion de manganèse 2 p. 100. Ils peuvent être plus 
ou moins carbures, dans toute leur niasse ou à la surface 
par cémentation, comme les aci(M's ordinaires; ce sont 
des aciers ordinain^s modifiés, c'est-à-dire améliorés, par 
des additions de nickel, ou de manganèse, ou de rhrome; 
ils se comportent à peu près comme les aciers ordinaires, 



A HAUTES TENEURS 541 

durcissent par la trempe et s'adoucissent par le recuit. 

Ce sont assurément de beaucoup les plus répandus 
parmi les aciers au nickel ou au manganèse, ce qui 
s'explique facilement. En effet, d'une part, le faible écart 
de prix de revient que produisent de faibles additions de 
nickel n'éloigrne pas les consommateurs et, de Tautre, 
des précautions spéciales ne sont pas néi*essaires pour le 
traitement de ces aciers, assez peu différents des aciers 
ordinaires. 

Nous ne nous engagerons pas dans la description des 
nombreuses variétés d'aciers de cette catégorie employés 
pour les blindages (*), les canons, les arbres de machines 
et les petites pièces diverses pour lesquelles on recherche 
Taugmentation de la ténacité et de la dureté apportée par 
le nickel seul ou associé au carbone et au chrome. Une 
revue des applications de cer^ aciers serait à elle seule 
une importante étude. 

Aciers à fortes teneurs en nickel et manganèse, — Ces 
aciers ont des propriétés semblables à celles des aciers 
au carbone demi-durs et durs trempés, avec ciîtte grande 
différence qu'il n'est pas nécessaire de les tremper pour 
développer leur qualité. Leurs propriétés sont peu connues; 
les aciers au nickel contenant 10 \\ i5 p. KK) de nickel 
sont généralement considérés comme inutilisables à cause 
de leur fragilité, quoique les Aciéries de Saint-Étienne 
aient déjà, à l'Exposition de Lyon, exposé un(* série 
d'échantillons d'aciers au nickel do cette catégorie donnant 
à la traction d'excellents résultats. On a pu constater 
(Voir tableau VII) qu'ils ne doivent nullement être consi- 
dérés comme très fragiles. 

La limite d'élasticité de ces aciers se relève progres- 
sivement, à mesure que leur teneur en nickel ou en 

(*; Voir les documents publiés par MM. Schneider et C", qui, les pre- 
miers, au Creusot. out rendu pratique l'eniploi dei'a^tier uu nickel dann 
ia fabrieation des blinda^esi 



542 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

manganèse augmente. La trempe paraît sans effet bien 
positif; elle est donc inutile, et même nuisible, vu la nature 
brutale de son action. 

Les aciers au nickel proprement dits, c'est-à-dire peu 
carbures et peu manganèses, sont, semble-t-il actuelle- 
ment, les aciers de ce groupe les plus intéressants. Ils 
sontrelativement doux jusqu'à 10 p. lÛOde nickel, tout en 
ayant sur Tacier extra-doux sans nickel, dont ils diffèrent 
peu comme aspect, l'avantage d'une limite d'élasticité 
plus élevée, très voisine de la résistance à la rupture, et 
d'une résistance à la rupture considérable jointe à un bel 
allongement à la rupture. Le nickel modifie les propriétés 
mécaniques do Tacier à peu près comme le carbone, mais 
en Téloignant beaucoup moins du type acier doux; il relève 
considérablement la limite d'élasticité sans augmenter 
beaucoup la fragilité, ce qui est dû sans doute à sa texture 
fibreuse. Il donne aussi à l'acier une certaine inoxvdabi- 
lité et la faculté de prendre un beau poli. Le relèvement 
de la limite d'élasticité est obtenu sans l'intervention de 
la trompe, ce qui assure une dureté égale à rintérieur et 
à l'extérieur des pièces. Il convient d'ajouter que la dureté 
minéralogique des aciers au nickel est notablement 
moindre que celle des aciers au carbone qui ont même 
limite d'élasticité. 

Les résultats d'essais à la traction, déjà donnés 
tal)leaux II, III, IV et V, peuvent être considérés comme 
définissant ces aciers au point <le vue de l'essai à la trac- 
tion : les résultats des essais de pliage et de choc 
montrent qu'ils peuvent remplacer avec avantage, dans 
bien des cas, les aciers carbures avant même résistance 
à la rupture, vu leur supériorité au point de vue de la 
fragilité. Ces avantages nous paraissent de nature à faire 
a<Tepter, dans des cas qui deviendront de plus en plus 
nombreux, le prix de revient relativement élevé des aciers 
au nickel; il est à craindre cependant qu'ils laissent les 



A HAUTES TENEURS 543 

consommateurs hésitants encore longtemps, ear chaciue 
unité de nickel p. lOJ augmente le prix de revient de 
Tacier d'environ 4 francs par 1(X> kilogrammes pai* rapport 
au prix de l'acier extra-iloux de première qualité. 

Les applications des aciers au nickel proprement dits 
de cette catégorie sont jusqu'à préseni très peu noift- 
breuses; on emploie plutôt, pour réaliser les mêmes 
diu^etés, les aciers au nickel à très faibles teneurs, avec 
additions de carlione et de chrome, trempés. C'est à tort 

dans les cas où le prix de revit^nt n'est pas un ol)stacle, 

• 

car le carbone apporte de la fragilité ; il est vrai qu'il 
apporte aussi de la dureté minéralogique. Nous ne pouvons 
guère signaler comme application réalisée des aciers au 
nickel proprement dits de cette catégorie que des tulx?s 
en acier à 12 p. KX) de nickel, demandés par l'Artillerie, 
qui ont été façonnés par les usines de Montbard. 

Ces aciers s'étirent difficilement à froid, surtout aux 
teneurs supérieures à 10p. lOÙ de nickel; par contre, ils 
se travaillent bien à chaud. 

Il convient de n'ajouter qu'avec prudence, aux aciers 
qui ont ces teneurs en nickel relativement élevées 
de fortes proportions de carbone et de chrome : ces 
additions paraissent être la cause de la schistosité 
extrêmement prononcée des premiers aciers à 12 p. 100 
de nickel préparés par Imphy, qui étaient très remar- 
quables au point de vue de leurs cjualités en long, notauï- 
ment après recuit à 400"*, mais n'avaient aucune ténacité 
en travers à cause de cet état fibreux beau(*oup trop 
accentué. 

On peut probablement tenter de substituer du manga- 
nèse à tout ou partie du nickel ; c'est intéressant au point 
de vue du pi'ix de rovicMit ; il ccmviendra sans doute, <lans 
ce cas, d'éliminer le plus possible le carbone, qui durcit 
beaucoup Tacier, surtout en présence du manganèse. Le 
manganèse agit comme le nickel sur l'état allotropique 

Tome 1, 1902. .*):> 



544 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NÎCkÊl. 

du fer, mais les aciers au manganèse se sont montrés 
jusqu'ici très irréguliers, et les aciers mixtes au nickel et 
au manganèse n'ont pas encore été Tobjet d'essais suivis. 
Nous considérons les aciers au nickel de 10 à 15 p. 100 
comme particulièrement recommandables, vu leurs hautes 
limites d'élasticité, 100 kilogrammes par millimètre 
carré environ, combinées avec des résistances au choc de 
15 à 20 kilogramme très sur barrettes entaillées, ensemble 
de qualités qui leur assure une grande supériorité sur les 
aciers de carbone de mêmes duretés. Ces conditions étant 
réalisées sans trempe sont obtenues uniformément dans 
toute la masse des pièces, avantage parfois très précieux. 

Aciers du deuxième groupe. — Ce sont des aciers fran- 
chement durs, les plus durs parmi ceux qui font Tobjet 
de ces recherches ; leur dureté n'est cependant pas com- 
parable à celle des aciers carbures les plus durs trempés ; 
il ne peut pas, semble-t-il, être question de remplacer les 
aciers au carbone par des aciers au nickel ou au manga- 
nèse pour la fabrication des outils, tels que les burins. 

Les aciers au nickel proprement dits de ce groupe, 15 à 
21 p. 100 de nickel, ont, sur les aciers moyennement 
carbures, l'avantage d'une limite d'élasticité très élevée, 
très voisine de la résistance à la rupture, avec une résis- 
tance au choc notablement plus grande. Ils ont malheu- 
reusement un prix de revient beaucoup plus élevé. 11 est 
permis cependant de prévoir, pour eux aussi, des applica- 
tions intéressantes dans des cas particuliers. On remar- 
quera qu'il paraît peu utile de dépasser 15 p. lOO de 
nickel, si on ne recherche que le relèvement de la limite 
d'élasticité, ce qui est à noter au point de vue du prix 
de revient. 

Les résultats dos essais à la traction avant et après 
recuit à 400° ou à 900", que nous avons déjà donnés 
(tableaux 11,111, IV, V), peuvent être considérés comme 



A HAUTES TENEURS 545 

définissant ces aciers pour l'essai à la irac^lion. IV même 
pmr les résultats de pliage (tableaux V et VI), qui sont 
excellents. Les résultats tles essais de choc sur barrettes 
entaillées i tableau VII «sont bons, relativement à ce qu'on 
obtient avec les aciers au carlwne de duretés semblables. 
Ces aciers s'usinent à froid dans des conditions satisfai- 
santes, eu égard à leur haute limite d'élasticité. Ils sont 
peu oxydables et prennent un très beau poli. 

Nous ajouterons que leur haute limite d'élasticité les 
rend très difficilement étirâbles à froid h la filière : ils ne 
conviennent donc pas pour la fabrication des fils. 

Nous estimons que cette catégorie daciers n'a pas en- 
core été soumise à une étude assez approfondie au point 
de vue des applications; ses propriétés très remarquables 
k Tétat statique permettront sans doute de lui en découvrir 
d'importantes, quoiqu'il y ait lieu de l'écarter lorsqu'une 
grande résistance au choc est nécessaire. Os ac'iers, qui 
permettent d'oluenir <les limites d'élasticité de plus de 
UM) kilogrammes par millimètre carré avec relativement 
peu de fragilité, et qui s'usinent k fn)id dans des condi- 
tions satisfaisant(»s, nous paraissent convenir, maign» leur 
prix de revi(»nt élevé, dfi à leur forte teneur (mi nickel, 
pour la fabricaticm d'éléments de machines et autres pièces 
qui subissent de grands eff'orts sans re(*evoir des cliocs 
très violents, et qui ne doivent jamais subir la moindre 
déformation permanente. 

Une petite proportion de chrome (.1 p. 100 environ), 
mais avec très peu de carbone, parait avoir une inlluencc 
favorable ; cependant il y a lieu de veiller à ne pas pro- 
duire de schistosité. 

Il est permis d'espérer (pi'on parvi(»ndra à [)réparer des 
aciers au manganèse poss(''dant des propriétés voisines 
de celles des aciers an nickel de ce groupe, et pouvant 
être obtenus à prix de revient beaucoup moindre; mais 
ce résultat n'a pas encore été atteint régulièrement. Nous 



546 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

avons cependant pu siglialer un acier au manganèse à 
8,29 p. lUO, dont les propriétés mécaniques à la traction 
sont remarquables et qui n'est pas sans quelque valeur à 
Tcssai au choc (Voir les tableaux XXXI et XXXII). 

Aciers du troisième groupe. — Les aciers au nickel pro- 
prement dits de co groupe cmt des teneurs comprises entre 
21 et 27 p. 100 do nickel ; les aciers au nickel carbures 
ou chromos qui en font partie ont des teneurs en nickel 
d'autant plus réduites que la teneur en carl)one est plus 
forte. 

Tous ces aciers (hnrissent considérablement par la 
trempe, parce que la proportion de fer non magnétique 
qu'ils contiennent est mise par ce traitement en état 
d'être transformée en fer magné ticiue sous Tinfluence de 
la température ordinaire. 

Ces aciers ne "sont pas durs lorsque leur point de trans- 
formation au refroidissement est très pix>che de la tem- 
pérature ordinaire; ils peuvent alors être tréfilés, ce qui 
les fait préférer aux aciers du groupe précédent, pour 
les apphcations qui exigent un étirage à froid. 

Nous ne connaissons actuellement aucune application 
de ces aciers en dehors de celles que les travaux <le 
MM. Ch.-Ed. Guillaume et L. Perret ont permis de leur 
découvrir dans Thorlogerie. Cette industrie utilise leur 
propriété particulière d'intermédiaires entre les aciers 
magnétiques et les aciers non magnétiques, propriété qui 
a des conséquences intéressantes au point de vue de la 
variation de l'élasticité avec la température. 

Ceux des aciers de ce groupe qui contiennent beau- 
(!oup de fer non magnétique ne sont pas dui-s à la tempé- 
rature onlinain» ; mais ils It» devi(Minent lorsqu'ils sont 
soumis à un refroidissement intense. Cette propriété 
remarquable pourra pro])ablement, dans certains cas, être 
utiUsée soit pour durrir après usinage achevé à l'état 



h. 

y ir *x^îe:i:i XXII . >liL< ."r- • n tt^^iv r-:^ ivr:: >*: vas io 
i7iZi!L.»r> par L.:ll::..-:rv- .mt?*. avçv ...::o î>si<:d:ivO à 

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L^H-T-r -Mr^--"::!..?»- ^•" r:iir îi-rii-io. «^iit tn^iirn.^ ^u'-n :io «t'ii 
t'A* .-i CiPir-r >i;:- [^ reir» iiiss^KUr^a' jvur «^--'oiii:* ^tos viu- 

Lr>< a-:>T> an riian^anèso «io oo irrv^ajv i; init pas olo 



du quatrième g^upe. — Il oonviout .roxaminor 
s»'-{..ir^n,t="[ii !*•> priîioipalos variotôs »l'aoioi*s nui formonl 
i>" iTPMipt-: rlles ont i«'Uios jHuir lanu-ioiv priaoipal 
•i>tiva ha-s«- liuiiU' «l'olastioiiô, o\'Si-à-<linMloformahlos 
pariin eff«'rt assr/ fail»K\ ol à irraïul allon^onuMit à la 
rupture. Il ^-ii est .le pariioulioivmont iiiioivssautes, sur 
le'i«ju«»llês il tsi Îm.ii iTaiiiror hiou spooialoniont Tat ton- 
lion, «ommf^ tK»s ienian|uaMos par liMir j^raml allon^o- 
nif-nt a la niptuiv ot lonr iH'sistanro au ohoo oxroption- 
nelle. 

Aciers /!// nitkf'l itmpmut^nt tlits, — (\» sont K's ariors 
à teneurs en nirkt4 supêrieuros à '^7 p. liH». Leui*s quali- 
tés il la trartinn snnt dêtînies parles essais (|ue nous avons 
•lonnés taMeanx II et IX ; leur linnlt* irêlastieilé est peu 
élevée et très éloii^née «le la résistance à la ru|»lure. 
Leur allnn^ement à la rupture est jrrainl et ils sont 
très peu fragiles à l'essai île choc ^Voir tableau VllK 



5i8 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

Leur résistance au travail à chaud est considérable, le ma- 
tériel employé doit être robuste; mais ils s'étirent à froid 
dans des conditions satisfaisantes peu différentes de celles 
de l'acier doux ordinaire. Ils durcissent beaucoup par 
Técrouissage. Ces aciers peuvent être employés avec 
avantage pour leur inoxydabilité, pour leur poli, leur grand 
allongement a la rupture, leur résistance au choc. Us 
pe\ivent Hve tréfilés ou étirés x>n fils ou en tubes, d'od 
leur emploi pour tiibes de chaudières; l'Administration de 
la Marine étudie cette application. 

L'acier très peu dilatable, dit invar, découvert par 
M. Ch.-Ed. Guillaume, fait partie de cotte catégorie ; il 
est employé avec grand avantage par l'industrie horlo- 
gère et pour les appareils de précision, notamment pour 
la géodésie. 

Les aciers à teneurs comprises entre 43 et 50 p. 100 de 
nickel, qui ont les mêmes coefticionis de dilatation que les 
verres et les cristaux, font aussi partie de cette catégo- 
rie; ils ont une importante application dans la fabrication 
des lampes à incandescence pour remplacer le platine. 
Ils sont aussi employés avec avantage dans la fabrica- 
tion des verres armés par le procédé L. Appert. 

Ces aciers sont magnétiques, quoiqu'ils contiennent le 
fer à l'état non magnétique; le magnétisme provient du 
nickel. 

Aciers au nickfl chrnmvs. —Les additions de chrome 
sans carbone exercent une influence favorable sur ces 
aciers ; le chrome relève* la limite d'élasticité et augmente 
la résistance à la rupture sans diminuer l'allongement à 
la rupture. 

L'introduction do ce métal est utile, car les aciers 
au nickcîl proprement dits sont souvent trop mous. 

Aciers au nickel carbures et chromés. — L'addition du 
carbone, combinée à celle du chrome, produit un ensemble 
de résultats des plus favorables pour la majorité des appli- 



A HAUTES TENEURS 5+9 

cations. Celte catégorie, qui est celle des aciers au nicM 
non magnétiques^ ne saurait être trop l'econunandée. 
Elle a déjà donné lieu îi d'importantes applications ; Iniph y 
en a livré de gros tonnages : mais il reste h tirer parti 
de ses qualités exceptionnelles dans les cas nombreux où 
une importante consommation de force vive se produisant 
à la rupture peut être utilisée, soit en particulier ceux 
où une résistance au choc très considérable est inappré- 
ciable. Parmi les applications qui nous paraissent particu- . 
lièrement intéressantes, nous citerons les pièces de 
machines, le matériel roulant de chemins de fer, tram- 
ways, voitures, automobiles, la marine militaire et 
marchande, pour lesquelles on recherche une grande ré- 
sistance au choc sous un faible poids. 

Mais ces aciers ne doivent pas être employés pour 
des pièces qui ne peuvent subir aucune déformation 
permanente sans être mises au rebut. Ils semblent 
convenir très bien, par exemple, pour les crochets do 
traction, pour lesquels la résistance aux chocs est la con- 
dition la plus importante à réaliser. On sait que ces aciers 
peuvent subir des déformations à froid très notables sans 
devenir fragiles. 

La composition chimique la plus favorable pour les 
aciers de cette catégorie paraît actuellement être : envi- 
ron 20 p. i<X) do nickel, 0,5 p. 100 de manganèse, 
0,5 p. 10<3 de carbone et 2 à 8 p. lOo de chrome. On 
remarquera que le fer est ainsi maintenu à Tétat non ma- 
gnétique à moins de frais que lorsque le nickel seul est 
employé. Des aciers non magnétiques d'excellente qualité 
ont été obtenus avec 16 p. 100 de nickel (Voir ta- 
bleaux XXII et XXIV), et cette proportion pourra peut- 
être être encore réduite, quoique les tentatives faites par 
Imphy dans cette dirertion n'aient guère abouti au-dessous 
de 16 p. 100. Au-dessus de cette limite, le carbone et le 
chrome associés ont, outre l'avantage de réduire le prix 



550 RECHERCHES SDR LES ACIERS AU NICKEL 

do revient, colui <le relever considérablement la limite 
d'élasticité et la résistance à la rupture sans diminuer 
rallongement à la rupture, et môme. en Taugraentant. 

Ces aciers non magnétiques peuvent être étirés à 
froid; Técrouissage leur donne, lorsqu'ils ont subi ce trai- 
tement, assez de dureté et d'élasticité pour qu'ils puissent 
être employés avec avantage à la fabrication des ressorts, 
eu concurrence avec les aciers ordinaires au carbone 
trempés. C'est une très bonne démonstration de Tanalo- 
gie qui existe entre les effets de Técrouissage sur ces 
aciers et ceux de la trempe sur les aciers au carbone. 
On sait que Técrouissage est pour les aciers contenant 
le fer à l'état non magnétique le moyen d'obtenir, au 
moins superficiellement, un durcissement considérable, 
et même le seul moyen, puisque la trempe les adoucit. 

A côté des remarquables avantages qu'ils présentent, 
ces aciers ont le sérieux inconvénient d'exiger un matériel 
très puissant pour le travail à chaud, laminage, forgeage, 
emboutissage, et de ne pouvoir être traités à froid que 
très lentement, soit à l'étirage à la filière, soit à l'usi- 
nage, au tour, à la raboteuse, etc. ; ce sont des condi- 
tions qui arrivent à être onéreuses, dont il importe de 
tenir compte dans l'établissement des prix de revient. 

Aciers au manganèse. — Les aciers à hautes teneurs 
en manganèse, 18 p. 100 par excMïiple, ont des propriétés 
peu (lifl'érentes de celles des aciers au nickel carbures et 
chromés, ils contiennent comme eux le fer à l'état non 
magnétique. M. Hadfield a fait connaître, depuis long- 
temps déjà, leurs remarquables propriétés; nous venons 
d'obtenir avec ces aciers des résultats d'essais au choc qui 
achèvent de démontrer que, lorsqu'ils sont bien préparés, 
ce sont (Voir tableaux XXXI et XXXIIj de bons aciers, 
quoi(iu'ils soient onéreux à usiner à froid. Malheureuse- 
ment, ils se sont montrés jusqu'ici assez irréguliers; ils 
n'en ont pas moins déjà imi certain débouché. 



A HAUTES TENEURS 551 

-4riVr^ ûiirtes au nivkel et au manganèse, — D'inté- 
re>dant$ résultats ont été obtenus dans cette voie; mais 
ils Sont trop peu nombreux iK)ur qu'il soit possible «le se 
ren*lre compte lies applications particulières qui pourraient 
leur être réservées. 



CONCLUSION. 

Cherchant à dégager, de IVnsemble des faits exposés, 
les indications les plus importantes pouvant être utilisées 
ilans les recherches d'applications nouvelles des aciers 
au nickel à hautes teneurs, nous les formulerons comme 
suit: 

Les aciers au nickol, plus ou moins manganèses, car- 
bures et chromés, sont semblables aux aciers ordinaires 
au carbone, tant que les proportions de nickel, manga- 
nèse, chrome et carbone ne (lé/tassent pas une certaine 
limite. Au-dessous de cette limite, le nickel, le manganèse 
et le chrome, seuls ou associés au carbone, jouent dans 
ces aciers le rôle d'éléments durcissants, comme le car- 
bone dans les aciei's ordinaires, et peuvent être dosés de 
manière à «lonner toute la gamme des duretés, sans per- 
mettre cependant d'atteindre le môme degré de dureté 
que les aciers au carbone trempés les plus dui's. 

Au delà (Tune certaine limite^ les additions de ces 
éléments produisent une transformation allotropique du 
fer contenu dans les aciers, qui fait apparaître» des pro- 
priétés physiques et mécani(}ues très <lifférent(*s de 
celles des aciers ordinaires rappelant plutôt celles du 
laiton, du cuivre, du nickel et d'autres alliages ou métaux. 
Les aciers s'adoucissent alors considérablement par la 
trempe et ne durcissent que par Técrouissage. Les pro- 
priétés mécaniques de certains d'entre eux sont très 
remarquables, paiticulièrement au point de vue de Talion- 



552 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

geniciit à la rupture, qui est exceptionnel, et de la ré- 
sistance au choc, qui dépasse celle de tous les alliages ou 
métaux connus. 

Un domaine tout nouveau est donc ouvert à la métal- 
lurgie du fer par Tétude des aciers à hautes teneurs en 
nickel et en manganèse. En même temps, le domaine an- 
cien est considérablement élargi, car il est doté d'élé- 
ments durcissants nouveaux, moins nuisibles que le car- 
bone, au point de vue de la fragilité. 



A HAUTES TENEURS 553 



BIBLIOGRAPHIE. 



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554 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

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— Sur les alliages de fer et de nickel. — Id., t. CXXVIII, p. 304. 

— De l'effet des basses températures sur certains aciers, l. CXXVIII, 
p. 1395. 



A HAUTES TENEURS 555 

— Sur les aciers à aimants. — Jrf., l. CXXVIII, p. 1513. 

— Remarques nur une note récente de MM. Nagaoka et Honda^ 
relative à la tnagnétoidriction des aciers an nickel. — i(/., 
l. CXXXIV, p. 596. 

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Journal of the Iron ami Steel Institute^ 1894. 

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VVarbi:rg. — L'hystérésis. — Rapports présentés au Congres inter^ 
national de Physique de 1900, t. Il, p. 509. 



556 RECttEtlCîtEg Ôtîtt LES ACtERS AtJ HlCKEL 



TAHLE DES FIGURES. 



FIGURES. 

Pages. 

1. — Aciers au nickel proprement dits. Diagramme des résultaU 

des essais à la traction. Eprouvettes prélevées dans des 
barres laminées, non recuites 370 

2. — Aciers au nickel proprement dits. Diagramme des résultats 

des essais à la traction. Eprouvettes prélevées dans des 
barres laminées, recuites à iOO» 3*1» 

3. — Diagramme des expériences de J. Ilopkinson sur le magné- 

tisme des aciers à 25 p. 100 de nickel 397 

4 — Diagramme des expériences de M. Osmond sur les positions 
des points de transformation allotropique des aciers au 

nickel de à 100 p. 100 de nickel '»00 

0. — Four chauffé électriquement employé à Imphy pour les dé- 
terminations de point* de transformation il».*» 

6. — Schéma général de Tinstallaticm du four chauflFé électri- 

quement 40îi 

7. — Diagramme des positions des points de transformaticm allo- 

tropique des aciers au nickel proprement dits, de à 100 

p. 100 de nickel 408 

7 bis. — Diagramme des positions des points de transformation 
allotropique des aciers au nickel proprement dits, de 20 à 
30 p. 100 <lc nickel 410 

8. — Diagramme des expériences de M. Ch.-Ed. Guillaume sur les 

modifications de volume d'un acier k lo p. 100 de nickel. 420 

9. — Diagramme des exi)érienccs de M. Osmond sur le magné- 

tisme rémanent de deux aciers au nickel à 15,48 et 
19,44 p. 100 de nickel. . ; 428 

10. — Diagramme des positions des points de transformation allo- 

tropique des aciers au nickel proprement dits trempés et 
écrouis 434 

11. — Diagramme des positions des points de transformation 

allotr(»pique irréversible des aciers au manganèse, au 
nickel et au chrome 498 

12. — Diagramme des positions des points de transformation 

réversible des alliages nickel-chrome, nickel-manganèse 

et nickel-fer 507 

13. — Photograidiie de deux eprouvettes d'essai à la traction 

d'aciers à 16 p. 100 de nickel, dont l'une est magnétique 

et l'autre non magnélicpie. .'>3o 



A ttAUTES TÈNEÙRîi 557 



TABLE DES MATIÈRES. 



Introduction. 

Premières recherches d 'Imphy 358 

Travaux du Bureau International des Poids et Mesures 359 



PROPRIÉTÉS PETSIQUES ET HÉC AWQUBS DES ACIERS AU HIGKEL 

A HAUTES TENEURS. 

DIVISION DBR ACIEK8 AU XlCKEL A HAUTES TENEURS EN QUELQUES CHOUPES 

PRINCIPAUX. 

Premiers essais de classification 362 

Influence des éléments autres que le fer et le nickel 363 

Composition chimique des principaux échantillons utilisés dans 

ces recherche? 36''> 

Programme qui sera suivi pour l'exposé des propriétés phy- 
siques et mécaniques des aciers au nickel 368 



l'RRMlÈHE l'ARTIR. 

Aciers au nickel proprement dits. 



PK0PHIÉTÉ8 MÉCANIQUES 

Choix d échantillons formant une série d'aciers au nickel propre- 
ment dits 368 

Propriétés mécaniques avant et après recuit 369 

Essais à la traction avant recuit 369 

Essais à la traction après recuit 316 

Essais à la traction en travers 380 

Essais de pliage statique 381 

Essais de pliage par chocs 381 

Essais de choc sur barrettes entaillées 382 



558 RECHERCHES SUR LES ACIERS AtJ KiCKEL 

Effets de la trempe 385 

Effets de Técrouissagc 388 

Effets du corroyage à chaud 393 

TRANSFORMATIONS ALLOTROPIQDKS. 

États allotropiques différents des aciers à haute et hasse limite 

d'élasticité 394 

Travaux antérieurs 496 

Recherches nouvelles: 
Aciers subissant concurremment les transfonnations irréver- 
sible et réversible 401 

Procédés employés pour les déterminations de points de trans- 
formation allotropique 402 

Résultats des déterminations 401 

Positions des points de transformation irréversible 411 

Positions des points de transformation réversible 413 

Les transformations irréversible et réversible sont des phéno- 
mènes distincts 418 

Propriétés physiques et mécaniques résultant de la transformation 

irréversible. 

Variations de Tétat allotropique des aciers au nickel sous Tin- 

fluence des variations de la température 419 

Effets du refroidissement par la neige carbonique 422 

Effets du refroidissement par Tair liquide 424 

Effets du relèvement de la température 426 

Variations de Tétat allotropique des aciers au nickel résultant 

des variations de la teneur en nickel 429 

Modifications de Vétat allotropique sous l'influence de la trempe, 

de Vécrouissage et du recuit. 

Positions des points de transformation allotropique 430 

Déterminations de points de transformation après trempe et 

écrouissage 431 

Examen des résultats obtenus 435 

Effets du recuit sur les positions des points de transformation 

après trempe et é(Touissage 439 

Kffels du recuit sur les positions des points de transformation 

avant trempe et écrouissage 441 

Hystérèse 443 

Distinctions entre les aciers au nickel du diverses teneurs résul- 
tant des effets de la trempe et de l'écrouissage 444 



A HAUTES TENEURS 559 

DEUXIBMK PARTIE. 

Aden an mdBd carlnirés, chromés et mangaiiétét. 



Influence des teneurs en carbone, chrome et manganèse sur les 
propriétés mécaniques des aciers au nickel , 447 

Influence des mêmes éléments sur Tétat allotropique des aciers 
au nickel 448 



Première catégorie, 

ACIERS AU 5ICKEL CAHBUIIÊS. 

Etat allotropique: 

Position des points de transformation allotropique 450 

Action du carbone 452 

Action de la trempe et de Técrouissage i54 

Propriétés mécaniques : 

Essais à la traction 455 

Effet (lu refroidissement à — 18* 459 

Deuxième catégorie, 

ACIERS AU 5ICKEL CHROMÉS. 

Utilité du chrome 461 

État allotropique : 

Position des points de transformation allotropique 461 

Action du chrome 465 

Aciers au chrome sans nickel 466 

Position des points de transformation allotropique des aciers 

au nickel chromés après trempe et écrouissage 470 

Propriétés mécaniques : 

Essais à la traction 472 

Essais au choc 479 

Propriétés mécaniques des aciers au chrome sans nickel 481 

Effets du refroidissement à — 78* sur les propriétés mécaniques 

des aciers au nickel chromés 482 

Effets de Tétirage & froid sur les propriétés des aciers au nickel 

chromés 485 

Tome I, 1902. 36 



560 RECHERCHES SUR LES ACIERS AU NICKEL 

Troisième catégorie. 

ACIERS AU NICKEL MANOAHÉSÉS. 

Pages. 

Rôle du manganèse. 486 

État allotropique : 

Position des points de transformation allotropique 486 

Aciers au manganèse sans nickel 488 

Propriétés mécaniques : 

Essais à la traction 492 

Propriétés mécaniques des aciers au manganèse sans nickel. . . . 493 

Essais à la traction 494 

Essais de choc 495 



TROISIÈME PARTIE. 

Gondaiiom reUtiTet à la trauformatioii irréTenible 



QUATRIEME PARTIE 

Aden et alliages à très hautes teneurs en nickel, dirome 

et manganèse. 

Influence du nickel, du carbone, du chrome, du manganèse et du 

fer sur la transformation réversible 499 

Propriétés mécaniques de quelques aciers ou alliages à très 

hautes teneurs en nickel et chrome 502 

Alliages nickel-chrome 503 

Alliages nickel-manganèse 505 

Alliages nickel-fer 506 

PHOPHIÉTÉS PHYSIQUES ET MIÎCANIQUES DE QUELQUES ACIERS AU COBALT 

Rôle du cobalt 508 

Etat allotropique 509 

Propriétés mécaniques 509 

VUES THÉORIQUES 

Avant-propos 512 

Transformations allotropiques du fer. Théorie de M. Osmond.. . . 513 

Etat de dissolution mutuelle 515 

Transformations allotropiques du fer dans les aciers • 518 

Influence de la composition chimique 519 

Influence des traitements physiques 522 



A HAUTES TENEURS 561 

Pages. 

Conroyage à chaud 523 

Ecroaissage à froid 524 

Recuit 526 

Trempe 528 

Caractères spécifiques du fer y 528 

Transformations allotropiques du nickel dans les aciers 530 

Influence particulière de thaque élément sur la position des 

points de transformation allotropique des alliages 532 

APFUGATIOHS. 

Orientation des recherches d'applications nouvelles 534 

Classification générale des aciers à hautes teneurs en nickel, 

manganèse, chrome et carbone 538 

Influence individuelle des divers éléments constituants 539 

Aciers du premier groupe 540 

Aciers du deuxième groupe 544 

Aciers du troisième groupe 546 

Aciers du quatrième groupe 547 

COXCLUSIO!! 551 

Bibliographie 553 

Table des figures 556 



BULLETIN. 



PBODDCnOIl HIHËIlàLE ET HtlALLUBIilOnE DBS ILES BRITAHHIQUES 
PEHSJJIT L'AiratE 190D. 



I- SuMoHca min 
.eni dt fer 

- it •vim.'.'.'.'.'. 
liru i-ar.... '.'.'.'.'.'.'. 

- <|-<U>iB(4tHK(l) 

_,'ia'^Bi«in.:::: 

SiuA-lliiDr 

fiyi«! 

SuIraLi dViln'ii'ÛkDé'.V. 

îîÏÏ;*''"''""'"''' 

Onvier cl •■bîi .'.'.' .'.'.',' 

Vn^it.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 

SchiiiUi ■Lnbiul 

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M.ïî 


















337. SW 
















7M.J7I 


8.31 
















Î.77 






















*»V^7^ 


!■;¥ 



BULLETIN 



563 



DÉ5IG5ATI05 



«CHTASCn EXTKAim 



2» MéUmx{^. 

FoBte 

Cairre 

Plomb 

Zinc 

EUin 

Alamîniaoi 

Or ^«a kilo^rmaiBet) (**) . . 
Argent ( id. )(->.. 

Valeur totale des nétaux.. 





VALKIR 


PRIX 


^ASTITÉS 


nr le* 






KXnXMTATMK* 


■ oyea 


toaoes 


fimaca 


fr. e. 


9.103.046 


948.810.485 


101,23 


61.181 


119.918.529 


1.947,33 


42.000 


17.927.700 


426,85 


24.914 


12.86:1.596 


516,32 


9.010 


30.807.893 


3.419,30 


Ô69 


1.836.000 


3.226.74 


491M 


1.4«2.8K> 


3.030,00 


15.560 


1.485.307 


95,45 


s 


1.135.132.330 


* 



(*) Y eomprii les métanx tirés de aioerais iaportée. 

(*^ Y comprit l'or et l'arpeot tirés des prrites auro-arfcntiférea importées, m«ia 
noo compris l'or et l'arrent obtenu par la fosion des aatres minerais d*or et d ar- 
^nt importés on àt» pbmbs d'œarre. 



PRODUCTION DE LA HOUILLE PAR COMTK. 



COMTÉS 



Angleterre. 

Chester 

Cumberland 

Derby 

Darbam 

Gloucester 

Lancaster 

Leieesier 

Monmoutb 

Northaœberland 

Nottiagbam 

Salop 

Somerset 

Stafford 

Warwick 

Westmorelaod 

Worcester 

York 

Totaux 



QUANTITÉS 



tonnes 

710.642 

2.054.684 

15.489.293 

35.357.530 

1.603.640 

25.240.,152 

2.140.146 

9.975.930 

11.698.753 

H.76'i.imi 

792.907 

1.063.541 

I4.4.Î4.70» 

3.004.K10 

955 

819.830 

28.702.690 



161.874.608 



VALEUR 
sur les 

UPLOITATIONS 



francs 

9.261.067 

23.514.548 

201.840.099 

452.441.025 

25.874.484 

3.37.144.213 

28.774. 9i0 

148.578.510 

149.517.754 

118.747.235 

10.33:1.138 

17.490.070 

181.110.469 

:«).78() 212 

14.224 

9.325.448 

361.817.419 



2.115.564.845 



564 



BULLETIN 



COMTÉS 



Pays de Galles 

Breeon 

C&rm&rthen 

Derbigh 

Flint 

GlamorgrtD 

Pembroke 

Totaux 

iCoossa. 

Argyll et DamfrieB 

Ayr 

Clackm&Dnan 

Dumbarton 

Edinburgb 

Fifc 

Haddingtôn 

KinroBB 

Lanark 

Linlitbgow 

Peebles 

Renfrew 

Stirlin» 

Sathenand 

Totaux 

Irlande. 

Connaught 

Leinster 

Munster 

UUter 

Totaux 

Totaux généraux. 



QUANTITÉS 



tonnes 

447.733 

1.355.141 

2.486.246 

673.123 

28.1-29.746 

48.910 



33.140.899 



158.078 

4.107.189 

431.491 

544.557 

1.850.767 

5.506.083 

472.191 

39.382 

17.449.137 

1.203.a37 

660 

13.814 

2.359.839 

6.274 



33.641.999 



9.914 
80.749 
13.474 
22.557 



126.694 



n 228.784.200 



VALEUR 
sur les 

BXPLOrrATlOIfB 



francs 

5.991.919 

17.888.975 

35.486.507 

9.607.584 

425.868.753 

728.455 



495.572.193 



1.994.675 

51.825. 637 

5.890.963 

7.603.553 

18.441.419 

75.172.119 

6.446.610 

537.665 

238.224.968 

16.424.550 

9.004 

156.969 

32.557.7.^4 

85.647 



455.371.513 



122.879 

1.000.526 

166.988 

279.527 



1.569.920 



3.068.078.471 



(') Y compris 11.315 tonnes de houille, d'une valeur de 81.385 francs, qui ont été 
tirées de carrières. 

(Extrait du General Report and Statislics relating to 
the Mines and Quarries, in the United Kingdom of 
Great Britain and Ireland, 3" partie.) 



DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS .>(>0 



DIMESUTION DES RISQUES D'ACCIDENTS 

DANS LES 

HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 
- Par M. Octave KELLER. Insp<»rleur général des Mines. 



Je me propose de montrer, aussi brièvement que pos- 
sible, les progrès considérables qui ont été réalisés depuis 
une cinquantaine d'années dans les houillères françaises, 
au point de vue^des accidents. 

Je ne parlerai pas des autres mines, de celles où Ton 
exploite les minerais de fer, le sel pemme, les autres 
minerais de toutes sortes, parce qu'elles sont beaucoup 
moins développées, qu'elles occupent un personnel relati- 
vement restreint, et surtout parce qu'elles sont demeurées 
dans un état sensiblement stationnaire sous le rapport de 
la sécurité des mineurs. 

Les chiffres dont je ferai usage sont empruntés à la 
Statistique de ritidustrie minérale^ publication officielle 
du Ministère des Travaux publics, dont l'origine remonte 
à Tannée 1833. C'est seulement àpartir de 1850 que cette 
Statistique contient un état annuel où sont résumés les 
accidents arrivés dans les mines, minières, carrières, par 
département (sauf pour les années 1851, 1852 et 1859). 
Des renseignements analogues ont toutefois été publiés 
pour les années 18i2 et 184i-, d'une façon sommaire, 
dans le Rapport du ministre placé en tête des tableaux 
statistiques. Il semblait, à cette époque, peu intéressant 
d'entrer à ce sujet dans de longues énumérations, et l'on 
se contentait de fournir les nombres des accidents et des 

Tome I, 6« livraison, 1902. 37 



560 • DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS 

victimes relevés dans les diverses exploitations pour cer- 
taines années citées à titre d'exemple. Postérieurement, 
grfice k des recherches laborieuses exécutées dans les 
Archives du Ministère des Travaux publics, il a été pos- 
sible de reconstituer les éléments principaux de la sta- 
tistique des accidents des houillères depuis 1833. Quelques 
lacunes subsistent cependant, par suite du défaut de ren- 
seignements touchant les accidents autres que ceux dus 
aux explosions de grisou ; elles concernent Tes années 1841 ,. 
1843, 184o k 1849, 1851, 1852 et 1859. 

Somme toute, la statistique officielle des accidents 
survenus dans les houillères françaises embrasse une 
période assez longue pour servir k une étude fructueuse : 
elle ne compren<l pas moins de cinquante-six années. 

Dans les tableaux annuels se trouvent, indiqués, par 
département et par nature de mine, le nombre des ouvriers 
employés k l'intérieur, k l'extérieur, le nombre des acci- 
dents, aVecla mention de leur cause, celui des tués et 
celui des blessés. 

Toutefois il convient — et c'est une remarque essen- 
tielle — de no pas mettre sur le même rang la statistique 
des ouvriers tués et celle des ouvriers blessés. La première^ 
offre de sérieuses garanties d'exactitude, par sa nature 
même. Au contraire, la seconde présente un caractère 
indécis, en ce sens qu'elle comprend seulement, en prin- 
cipe, les min(Hirs atteints de Idessures graves et que les- 
iiigénieurs des mines, chargés des enquêtes, aussi bien 
que les exploitants, ont eu k apprécier, jusqu'en ces der- 
niers temps, non sans difficulté, ce qu'il faut considérer 
comme blessure grave. 

En effet, le décret impérial du 3 janvier 1813, conte- 
nant des dispositions de police relatives k l'exploitation 
des mines, ne vise, en son article il, que les accidents 
« qui auraient occasionné la mort ou des blesstn^es graves 
k un ou plusieurs ouvriers » comme devant être portés 



DANS LES HOUILLÈRES FRâNÇALSES DEPUIS 1833 567 

aussitôt par les exploitants, directeurs, maîtres-mineurs 
et autres préposés, à la connaissance du maire de la com- 
mune et de ringénieur des mines. La loi du 8 juillet 1890, 
par laqueUe ont été indtitués les délégués à la sécurité 
des ouvriers mineurs, a prescrit Tenvoi immédiat au 
délégué de Tavis <les mêmes accidents. 

C'est seulement depuis l'application de la loi du 
9 avril 1898 sur les accidents du travail d ns l'industrie 
en généralque la statistique des blessés peut être établie 
d'une façon précise : pour les mines, aux termes d'une cir- 
culaire du 11 juillet i 899, concertée entre le Ministre des 
Travaux publics et celui du Commerce et de Tlndustrie, 
doivent être considérées comme blessures graves celles 
qui entraînent une incapacité de travail permanente, 
absolue ou partielle, et celles qui occasionnent une inca- 
pacité de travail temporaire d'au moins vingt jours. 

En fait, les statistiques annuelles n ont tenu compte 
jusqu'à présent que des blessures donnant lieu à des chô- 
mages prolongés, mais sans qu'il y eût à cet égard de 
rfegle bien établie. Ainsi, pour ne citer que deux exemples, 
en 1873 le nombre des blessés constaté dans les houillères 
était de 7 fois celui des tués, et les journées de chô- 
mage par ouvrier blessé étaient en moyenne de quarante- 
cinq. L'année suivante, le rapport des blessés aux tués 
était de 8,7 et le chômage moyen s'abaissait à trente-neuf 
journées. L'indication des journées de repos occasionnées 
par les blessures à l'ensemble des ouvriers blessés, in- 
dication que contenaient les tableaux, a conséquemment 
été supprimée, à partir de 1875, en raison de son peu 
d'utilité. 

D'autre part, en 1888, l'Administration des Mines, 
incitée par les projets de loi dont le Parlement se trou- 
vait saisi en vue d'indemniser les victimes des accidents 
du travail, a procédé aune enquête spéciale dans le but 
de rechercher )«• nombre total des blessés atteints soit 



568 DIMINUTION DES RISQUKS d'aCCIDENTS 

gravement, soit d'une façon plus ou moins légère, pen- 
dant leb trois années 1885, 1886 et 1887. J*on ai fourni 
le compte rendu dans le volume de la Statistique de l'in- 
dustrie minérale et des appareils à vapeur pour 
l'aunée 1887; et je Tai commenté dans mon Rapport sur 
la Statistique des accidents du travail présenté au pre- 
mier Congrès international concernant cet objet, qui s'est 
réuni à Paris en 1889. Je me borne à rappeler que, d'après 
les renseignements qui ont été fournis par les 80 Com- 
pagnies houillères les plus importantes pour les trois 
années sus-indiquées, les victimes se classaient en 
moyenne comme il suit, par 10.000 ouvriers (y compris 
les employés) : 

Tués " 17 

Invalides affectés d'une incapacité de travail permanente. 9 

Blessés grièvement ayant chômé plus de 6 mois Il 

— — de 3à G mois 23 

Blessés ayant chômé de 21 jours à 3 mois 313 

Blessés léffèrementy ayant chômé de îî à 20 jours 1007 

Blessés très léfjàrement^ ayant chômé i Jours au plus 385 

Le nombre des blessés, en laissant de cùté ceux qui 
n'ont pas éprouvé une incapacité de travail supérieure k 
vingt jours, ressort à 356 pour 17 tués, soit 21 blessés 
pour 1 tué. Si l'on prend le total général des blessés, qui 
est de 1.748 par 10.0<30 personnes, d'après les chiffres 
ci-dessus, la proportion dépasse 100 blessés pour 1 tué. 

On obtient, comme on voit, des cliiffres très différents 
suivant le compte que Ton tient du degré de gravité des 
blessures; et, à cet égard, toute statistique complète com- 
porte nécessairement plusieurs divisions : on s'exposerait 
à des erreurs graves si Ton n'établissait pas un classe- 
ment d'après Tordre d'importance des conséquences des 
accidents. 

Los détails dans lesquels je viens d'entrer font com- 
prentbe. pourquoi, dans la présente étude, Je laisse com- 



DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 569 

plètement de côté lastatistique des blessés pour ne m 'occu- 
per que de celle des accidents mortels. Cette dernière est 
résumée dans le tableau suivant, depuis 1833, en éliminant 
la période 1841 à 1849, qui contient trop de lacunes.- 

Ce tableau fournil, année par année, la proportion des 
morts par rapport au nombre des mineurs employés, tant 
à la surface qu'au fond, dans les houillères françaises, y 
compris les mines de lignite. C'est par 10.000 ouvriers 
que le calcul est établi, et non par iOO ou par 1 .000, pour 
la commodité de la lecture, afin d'éviter l'emploi dé plu- 
sieurs décimales. 

Les moyennes sont données pour les six périodes con- 
sidérées, dont les quatre dernières embrassent chacune 
dix ans. 



Tableau N® 1. — y ombre annuel des ouvriers mineurs tués par 
accident sur 10.000 ouvriers employés. 



A:tnit» 


TUÉ» 


ANNKBfl 


Tris 
38,;"» 


A?INKK« 


TU te 


A?(.'<éR9 


Tté»! 
.•^0.7 


ax.iAes 


TCÉR 

16,4 


A.IN^RS 


Tlffcs 

16,7 


» 


1850 


mi 




1871 


1881 


1891 


a 


» 


» 


■ 


1862 


22, ti 


1872 


23.2 


1882 


14,2 


1892 


9,5 


18:{3 


44,7 


\s:ù\ 


38.4 


18<i3 


2«).() 


1873 


22.2 


1883 


15,2 


189:^ 


9,3 


1834 


37,1) 


18:>4 


42/^ 


18()4 


24,3 


1874 


20,3 


1884 


15,6 


1894 


8,5 


1835 


3(),H 


1855 


38,1 


18<M 


32.0 


1875 


20,6 


1885 


16,8 


1895 


11,9 


1836 


37.8 


i8f»<; 


3:t,n 


\m\ 


26,2 


187ti 


36,6 


1886 


13,0 


18% 


13,0 


18:^7 


35, w 


18:)7 


30,y 


1807 


36,2 


1M77 


21,6 


18 7 


17,3 


1897 


10,7 


1838 


41,0 


1858 


28,i» 


IWiS 


2.S.H 


1878 


14,4 


1H8S 


17,7 


1898 


10,7 


183λ 


hO,{) 


185<) 


» 


I8f)«.l 


32.1. 


1879 


16,0 


1881) 


30,1 


1899 


13,5 


1840 


47,2 


18(K) 


27. ri 


1870 


28,7 


1880 


17,5 


18^0 


25,8 


1900 


14,2 


loyeaies. 


40,7 




34,"; 




Î9.8 




22.3 




18,2 




11,8 



Les nombres qui précèdent montrent d'une façon évi- 
dente la décroissance des accidents mortels, qui est 
absolument remarquable. De 40,7 pour la première 
période (1833 à 1840), la proportion moyenne des ouvriers 
tués est descendue à 11,8 pour la période la plus récente 
(1891 à 1900). La diminution révélée par les moyennes est 
continue. Elle ne peut conséquemment être attribuée à 
des circonstances fortuites ; et il est clair a priori qu'elle 



570 DIMINUTION DES RISQUEES d'aCCIDÇNTS 

résulte des améliorations apportées aux conditions de 
l'exploitation des houillères soirs le rapport de la sécurité, 
comme on le montrera plus loin. 

Un diagramme, qui a été publié dans la Statistique de 
F industrie minérale pour 1900, met en lumière le. même 
résultat. On y voit figurés non seulement le nombre an- 
nuel des morts par 10.000 ouvriers, mais encore, et 
séparément au moyen de bandes noires, le contingent 
mortuaire des accidents de grisou. On constate immédia- 
tement, en y jetant les yeux, que les accidents de ce 
dernier genre font un nombre de victimes extrêmement 
variable suivant les années, et qu'ils sont la principale 
cause des fluctuations importantes que révèle la statis- 
tique, quanta la proportion annuelle des ouvriers tués. 

Tandis que les autres accidents ne sont communément 
que des accidents individuels et font rarement plus de 2 
à 3 victimes d'un seul coup, les explosions de grisou occa- 
sionnent parfois la mort d'un grand nombre de mineurs 
et prennent le caractère de véritables catastrophes. 

C'est ainsi qu'on a compté, en 1896, 191 ouvriers tués 
par le grisou, dont 186 à la suite de l'explosion survenue 
dans la mine de Terrenoire, au puits Jabin (Loire), et, 
en 1889, 225, dont 207 au puits Verpilleux de la conces- 
sion de Méons (Loire). 

Par contre, quelques années, trop rares, n'ont donnée 
lieu à aucun accident mortel de ce genre, savoir : 

1841, 1843, et, après un intervalle de quarante-hui 
ans, les trois années successives : 1892, 1893, 1894 e 
l'année 1898. 

La dernière période décennale est tout à. fait rema 
quable ; en mettant à part l'année 1891, où le grisou 
fait 65 victimes, on n'en compte que 24 en tout pour !<= 
neuf années suivantes. 

Ce résultat doit être attribué principalement a.^ 
mesures prises en vue d'assurer la sécurité dans 1- 



DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 571 

mines grisoiiteases, en particulier à l'améliora tion cons- 
tante de Taérage, à Teniploi des explosifs de sûreté pour 
le tirage des coups de mine, à la diffusion des lampes à 
treillis métallique, à la surveillance de plus en plus étroite 
du grisou. 

n est d'autant plus caractéristique que l'extraction de 
la houille et le nombre des mineurs n'ont cessé d'augmen- 
ter, et cela dans d'énormes proportions, comme le 
montrent les chiffres ci-dessous (nombres arrondis) : 



A;«.NéB8 



18Ô0 

im) 

1H70 
1880 
1890 
1900 



pnoiircTiox hodillkre 



?.a5H.00(> tonnes 

3. 003. 000" — 

4.434.000 — 

8.304.000 — 

13.3;W).000 — 

19.3r>?.000 — 

26.083.000 



33.404 



.000 — 



."«OMBRE DBS OUTRIRIIB 



lÔ.'lOO 

27.800 

32.900 

ÔU.200 

H2.700 

107.200 

121.600 

162.100 



Autrefois 15 à 20 p. 100 des mineurs qui étaient vic- 
times d'accidents mortels succombaient au grisou, ainsi 
qu'il ressort des moyennes établies sur des périodes 
d'une certaine étendue. Dans la dernière période décen- 
nale, cette proportion est tombée un peu au-dessous de 
op. 100. 

Bien plus, le risque individuel de mort par le grisou 
n'a été, de 1891 à 1900, que la huitième partie de ce 
qu'il était moyennement au cours des précédentes 
années. 

Le tableau suivant, met en évidence cette importante 
constatation. 

11 fait en même tem[)s connaître le nombre moyen des 
victimes et leur répartition en les rapportant à un effec- 
tif fixe de lO.^XK) ouvriers (fond et jour réunis), d'après 
les causes d'accidents les plus fréquentes pour les deux 
groupes d'années allant de 1850 à 1870, *oii l'on a les 



572 DIMINUTION DES RISQL'ES D ACCIDENTS 

renseignements détaillés nécessaires, et pour les trois 
périodes décennales consécutives. 





Tableau N- i. 


— Proportion 
pour les ou 


des 


uvriers lues, d'après les causes des accidents, 

du fond et du jour réunis. 






ao,tn 




p-owntioi DH ouvirEB. roto PA» 10.000 ouT.itm 










,... 












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nofeii 
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S. 
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18S3-l!!u't187n 

(7 ■n.| 

1871 i ItINO 

(10 no*) 
t89l à 1300 

110 H») 


44,221' 


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5,23 


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103,680 


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1.54 


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4,30 


a,u 




108,167 


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s, 18 


5,95 


0,30 


0,i5 


1.BU 


i.s:. 


3,38 


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14t.77S 


1C8 


4.13 


o.es 


"■■'■ 


(l..'l 




1.111 


3.-K 


11.» 



Les risques d'accidents sont bien plus considérables 
pour le personnel employé à l'intérieur des mines que 
pour celui de ta surface, 11 est possible d'en établir la 
statistique d'une façon distincte. Toutefois on est con- 
traint de laisser de côté les accidents dus à des causes 
diverses qui sont survenus dans les périodes 1863 à 1870 
et 1871 à 1880, et dont les victimes rompronnent malheu- 
reusement, dans les statistiques, des ouvriers du fond et 
des ouvriers du jour sans distinction. On forme dans ces 
conditions le tableau suivant, qui diffère du précédent par 
le relèvement général des coefficients de risques,' abstrac- 
tion faite des causes diverses. 



DANS LES H0CIL1.KKES FRAXt;AJSES DEPUIS 1833 573 



BLRAL' X° 3. — Proportion fies 

pour les 



luéx, d'après les causes rfes accidents, 
du fond. 











!■*•> 10.000 a. VKJ». 


SDrOIIB 




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3.111 


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0,(3 


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33,69 


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113.6 


:<M iJ.W 


(i,M 


H. .*0 


î.'il 


3.26 


Ï,I9 


tS,ï2 



Les conclusions suivantes rossorteiililes chiffres consi- 
gnés dans ces tableaux : 

1° Les ëbouIemontK, qui sont la cause lu plus fréquente 
(les accidents, ont considérablement diminué. La propor- 
tion correspondante des mineurs tués n'est plus guère 
que le quart do ce qu'elle était vers 1850. Sous ce rap- 
port, les progrès de la sécurité sont continus. lia sont 
évidemment dus aux mesures de plus en plus complètes 
qu'ont prises les exploitants pour boiser les galeries et 
pour étançonner les chantiers partout oii il est nécea- 
.saire. D'autre part, dans les houilléi-es du Centre en par- 
ticulier, les métbodes d'exploitation avec remblais se 
sont généralisées et ont eu pour conséquence de restreindre 
les éboulements, d'en atténuer les dangers. 

2' Pour les accidents de grisou , la situation est 
demeurée sensiblement stationnairedo 1850 à 1890. Mais, 
depuis lors, elle s'est améliorée au-delà do tout ce qu'il 



574 . DIMINUTION DES RISQUES d'aCCIDENTS 

était permis d'espérer. Comme il a été déjà dit, la pro- 
portion des morts n'est presque plus que la huitième par- 
tie de ce qu'elle était précédemment. 

Il serait téméraire d'affirmer que le progrès est défi- 
nitif; il peut survenir encore, dans plus d'une houillère, 
quelque terrible explosion de grisou faisant d'un seul coup, 
un grand nombre de victimes. Le coefficient de risque 
correspondant actuellement donné par la Statistique 
serait, en pareil cas, fortement relevé. Mais il est permis 
d'espérer qu'il s'abaissera, au contraire. 

L'Administration des Mines a, on effet, imposé, depuis un 
certain nombre d'années, aux exploitants des mines k grisou 
un ensemble de mesures de plus en plus précises en vue 
de prévenir les explosions. Ces mesures concernent la venti- 
lation des galeries et des chantiers, le jaugeage réguliè- 
rement fait du courant d'air et le dosage du grisou, 
l'éclairage au moyen de lampes de sûreté, le remblaiement 
des galeries abandonnées, les précautions à prendre 
pour l'allumage des coups do mine, enfin et surtout l'em- 
ploi exclusif, dans les mines à grisou, des explosifs 
détonants à basse température, dont l'invention est, pour 
quelques-uns, relativement récente. Ces explosifs sont 
caractérisés par l'absence de tout élément combustible, 
tel que hydrogène, oxyde de carbone, carbone solide, 
<lans les produits de leur détonation ; leur température de 
détonation, calculée d'après les formules chimiques de 
leurs substances constitutives et les quantités de cha- 
leur dégagées, ne doit pas être supérieure à 1.900* C. 
pour les explosifs emjiloyés aux percements de rocher, 
ni à 1.500*^ pour ceux employés dans les travaux en 
couche. 

L'énumération de ces mesures se trouve dans le Règle- 
ment-type sur la police des mines qui a été élaboré, en 
même temps qu'un projet de décret portant règlement 
pour la poUce des mines, par une Commission spéciale 



DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES UËPOIS 1833 575 

instituée, en 1893, par le Ministre des Travaux publics, et 
dont l'application a été recommandée aux ingénieurs, 
partout où les conditions de l'exploitation le justifieront, 
par une circulaire ministérielle du 25 juillet 1895. 

Les prescriptions à observer concernent les objets sui- 
vants : 

Travaux à ciel ouvert (clôtures, parapets) ; 

Puits et galeries débouchant au jour et puits inté- 
rieurs (dispositions générales, échelles, circulation par 
les câbles) ; 

Plans inclinés ; 

Roulage en galeries ; 

Machines d'extraction ; câbles ; 

Aérage et éclairage; 

Travail au chantier ; 

Plans et registres ; 

Explosifs; 

Mesures spéciales aux mines à grisou (aérage et dispo- 
sitions générales, éclairage, explosifs); 

Mesures spéciales à des cas particuliers ; 

Dispositions diverses. 

Je ne puis que signaler ici, sans entrer dans plus de 
détails, ce règlement-type, qui ne comprend pas moins de 
140 articles rédigés en vue de prévenir les accidents de 
toute sorte dont les mines sont le théâtre. 

Son but a été de généraliser, en les unifiant, des pres- 
criptions qui, pour la plupart, étaient déjà en vigueur 
dans nombre d'exploitations. L'extension progressive de 
ces mesures de sécurité explique la diminution correspon- 
dante des risques d'accidents non seulement par le gri- 
sou, mais encore par les coups de mine, par les ruptures 
-de câbles, les chutes dans les puits et les autres accidents 
dont il me reste à commenter la statistique. 

3** Les dangers des coups de mine sont relativement 
faibles dans les houillères : la proportion des morts, pour 



576 DIMINUTION DES RISQUES d'aCCIDENTS 

cette cause, s'est réduite de plus des deux tiers. Toutefois 
la diminution des accidents do ce genre, dans lesquels 
Tinexpéricnce des ouvriers joue un rôle prépondérant, n'a 
pas été régulière; et Ton constate leur recrudescence dans 
la période de 1891 à 190J. L'emploi des mèches dites de 
sûreté, les précautions prises avant de les allumer, l'in- 
terdiction de revenir sur les coups ratés, ont puissamment 
contribué à restreindre les accidents occasionnés par les 
coups de mine. 

4° Les accidents survenus dans les puits accusent une 
forte diminution. Ils donnaient lieu, toutes causes réunies, 
à 13,14 tués par 10.000 ouvriers du fond pendant les 
années 1850, 1853, 1857, et seulement à 2,52 tués pen- 
dant la période 1891 a 1900. La réduction finale est de 
plus des quatre cinquièmes. 

Les dangers se sont surtout atténués en ce qui concerne 
la rupture des câbles, chaînes, engins, catégorie d'acci- 
donis dans laquelle la statistique comprend les chutes de 
tonnes, d'objets, etc.. Les chutes des personnes, soit 
depuis la surface, soit à des niveaux quelconques dans les 
puits, qui forment la seconde catégorie, sont aussi devenues 
beaucoup plus rares. 

Les améliorations réalisées en vue de la sécurité ont 
principalement consisté dans l'emploi des cages pour la 
descente et la remonte du personnel, dans celui des para- 
chutes, dans les essais de résistance, la vérification jour- 
nalière et le renouvellement jdus fréquent des câbles, 
dans l'adaptation de freins puissants aux machines 
d'extraction, dans la pose de barrières aux abords des 
puits et des recettes, dans la fermeture automatique 
do ces barrières, sans parler d'une série d'autres me- 
sures i>réventives qui sont énumérées dans le règlement- 
tvpo. 

5" Les autres accidents sont dus à l'asphyxie par des 
gaz délétères autres que Thydrogène carboné, notam- 



DANS LES HOUILLÈRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 577 

ment par l'acide carbonique, aux inondations, à descauseï 
diverses. 

Ceux qui se sont produits dans le roulage, du fait de. 
Texploitation des voies ferrées souterraines, figurent sépa- 
rément dans une colonne du tableau pour les deux der- 
nières périodes. Cette distinction a paru motivée par le 
développement de plus en plus grand de ces voies ferrées 
et par l'accroissement corrélatif des dangers auxquels 
est exposé le personnel employé au roulage souterrain. 
Pour les années antérieures, les accidents de cette 
nature rentrent dans ceux de ravaut-dernière colonne du 
tableau n° 2. 

Cette colonne comprend les ouvriers tués à la surface, 
sauf pour les années 1850, 1853, 1857, où le renseigne- 
ment fait défaut. Sans cette lacune, dans le tableau don- 
nant la proportion dès ouvriers tués par lO.OCK) ouvriers 
du fond et du jour réunis, le nombre 2,93 serait rem- 
placé par un nombre |)lus élevé, et il en serait de même 
pour le total correspondant des ouvriers tués. 

Pendant les deux dernières périodes décennales, les 
accidents de surface ont été relevés d'une façon distincte 
par les ingénieurs chargés d'établir la statistique, tandis 
qu'ils étaient confondus auparavant avec les accidents 
souterrains dus à des causes diverses. Le nombre moyen 
des ouvriers tués sur le carreau des mines, par 10.000 ou- 
vriers du jour, a été de 5,05 de 1881 à 1890 et de 5,98 
de 1891 à 19W. Ces nombres s'abaissent à 1,5 et à 1,7 
respectivement, si l'on rapporte les morts à 10.(X)0 ou- 
vriers du fond et du jour réunis. D'après cela, au nombre 
2,93 dont il vient d'être question, il serait logique de subs- 
tituer environ 4,6. 

D'autre part, en additionnant les nombres inscrits dans 
les deux avant-dernières colonnes du même tableau, on 
trouve 4,63 pour ravant-dcrnière période décennale et 
4,97 pom: la dernière. 



578 DIMINtTION DES RISQUES d' ACCIDENTS 

On voit que les risques de mort afférents aux 
causes diverses, y compris le roulage souterrain et le» 
accidents à la surface, ne se sont pas sensiblement mo- 
difiés. 

Finalement, dans l'intervalle des cinq périodes consi- 
dérées, c'est-à-dire en l'espace d'une quarantaine d'années, 
la mortalité moyenne par accident^ dans les houillères, 
françaises, s^esi abaissée dans une proportion voisine de 
celle de 3 à 1. 

Ici trouve place une observation de principe. On est 
tenté, par une pente naturelle de lesprit et à l'imitation 
des statisticiens anglais, de chercher le rapport qui existe 
entre le nombre des mineurs tués et la quantité corres- 
pondante de houille extraite annuellement. En comparant 
de cette façon l'année 1850, oîi il y a eu 122 ouvriers 
tués, et l'année 1900, où l'on en a compté 230, on trouve 
que, pour 1 mort, on à extrait environ 36.300 tonnes de 
charbon en 1850 et 145.200 tonnes, soit quatre foisplus^ 
on 1900. Mais cotte méthode ne me paraît pas recom- 
mandable pour l'étude des risques d'accident. Elle a, en 
effet, l'inconvénient d'introduire dans la question un nou- 
vel élément, le rendement annuel de l'ouvrier ; et ce ren- 
dement dépend de la constitution des gisements, de 
l'épaisseur des couches de charbon, des conditions dans 
lesquelles se fait l'exploitation. Conséquemment les résul- 
tats des calculs ne sont nullement comparables d'un bas- 
sin à un autre, d'un pays à un autre. 

En particulier, une statistique internationale des acci- 
dents ne saurait avoir pour base rationnelle le montant 
de la production houillère substitué au nombre des ouvriers 
employés dans le» mme^. 

Qu'il me soit permis de rappeler, en terminant, une 
indication générale, déduite des statistiques françaises et 
étrangères, que je donnais dans mon Kapport présenté au 
premier Congrès international des accidents du travail, 



DANS LES HOUILliiRES FRANÇAISES DEPUIS 1833 57{> 

en 1889. En traitant des éléments dit prix (te T assurance j 
je concluais comme il suit : 

i( Si Ton considère un nombre fixe d'ouvriers exerçant 
la même profession, à condition que ce nombre soit con- 
sidérable (100.000 par exemple), on constate une surpre- 
nante régularité dans le nombre des accidents qui atteignent 
ces ouvriers, chaque année, et dan§ celui des victimes,, 
des tués et des blessés. Sans doute, il se manifeste* dea 
écarts, d'une année à la précédente; mais les variations 
que révèlent les statistiques, lorsque celles-ci sont exactes^ 
sont, en général, d'ordre secondaire. 

« Il résulte de là que les accidents, lors même qu'ils 
semblent dus au pur hasard, sont régis par des lois mysté- 
rieuses. Ils se produisent annuellement avec une fréquence 
en quelque sorte fatale. C'est sur la fréquence des acci- 
dents de même espèce que sont basées, comme chacun 
sait, les assurances. Le principe de laronstance t/es risques 
pour une Organisation déterminée du travail, dans chaque 
branche de Tactivité humaine, constitue la base fonda- 
mentale des études théoriques relatives aux accidents. 

« Toutefois Jes lois du hasard ne sont pas absolument 
inflexibles. Dans toutes les industries où l'on s'appHque à 
prévenir les dangers, où de bienfaisantes inventions se 
répandent, où de salutaires prescriptions se midtiplient 
en vue de mieux assurer la sécurité des personnes, on 
voit les risques diminuer. L'emploi des lampes à treillis 
métalliques et des ventilateurs dans les houiUères infes- 
tées de grisou, relui des signaux de protection, des 
freins automoteurs, des appareils d'enclenchement sur 
les chemins de fer, des soupapes de sûreté adaptées 
aux chaudières à vapeur, des dispositifs si variés propres à 
mettre les ouvriers à ral)ri des outils et des organes de trans- 
mission des rnachhies en mouvement dans les établisse- 
ments industriels de toute sorte, se traduisent dans les 
statistiques, surtout dans les statistiques décennales, d'une 



580 DIMINUTION DES RISQUES D ACCIDENTS 

façon souvent obscure, indistincte quant aux causes, mais 
très apparente quant aux effets, par une diminuiion 
périoc/irjue (te la proportion des victimes. » 

L^intéressante et précieuse statistique des accidents 
mortels survenus dans les houillères françaises depuis 1833 
justifie pleinement cette conclusion. 

•Paris, 10 avril 1902. 



ÉTCDE GÉOI.OGIQCE DES GITES MINÉRADX 581 



CONTRIBUTION A L'ÉTUDE GÉOLOGIQUE 



DES 



GITES MINÉRAUX DE LA NORMANDIE 

Par M. René MASSE, Ingénieur civil des Mines, 
Ancien élève de l'École Polytechnique. 



L'étude géologique des terrains normands m'a derniè- 
rement conduit à des hypothèses et k des conchisions que 
mes travaux postérieurs m'ont permis de vérifier et de 
compléter. J'ai cru devoir — sur le conseil de mes anciens 
maîtres — les résumer dans une note qui, peut-être, inté- 
ressera les lecteurs des Annales (tes Mines. 

J'ai adopté pour cette note le plan qui m'a paru le plus 
logique et le plus simple ; il peut se résumer ainsi : 

I. — Que savait-on sur la géologie du Calvados et 
quelles conclusions pratiques en avait-on tirées au sujet 
des gisements minéraux et notamment du fer? 

II. — Quels éléments nouveaux les recherches entre- 
prises et les travaux faits ont-ils apportés? 

III. — Comment s'en trouvent modifiées ou confirmées 
les susdites conclusions? 



1 



La basse Normandie et, en particulier, le Calvados 
sont situés sur le bord ouest d'un vaste bassin qui couvre, 
en même temps qu'une partie de l'Angleterre, la plus 
grande partie du Nord et du Nord-Ouest delà France et 
qui s'étend des terrains primitifs du Bocage normand k 
ceux de la Lorraine. 

Tome 1, 1902. 38 



584 ÉTUDE GÉOLOGIQCE DES GITES MINÉRAUX 

le but était (rctiidier le synclinal de Perrières et d'v 
retrouver, vers l'Est, la couche d'Urville et de Saint-Ger- 
main-le-Vasson. 

Seuls quelques affleurements de grès indiquaient ralliire 
générale du synclinal par les traces discontinues, tantôt 
du toit, tantôt du inur, des schistes à Calymènes que 
nous avons reconnu, par la suite, être contemporains de 
la formation ferrugineuse. Tout le bassin était recouvert 
par des terrains jurassiques dont lepaisseur variait de 
5 à 30 mètres environ ; enfin, un niveau hydrostatique 
mal connu venait compliquer la question. 

C'est dans ces conditions, et après de nombreuses et 
minutieuses visites sur le terrain, que furent entrepris, 
dès avril 1900, les travaux de recherches dont je vais 
maintenant indiquer rapiçlement la nature et les résultats. 



II 



M. Le Cornu a décrit le synclinal de Perrières : 

« Les formations siluriennes (grès armoricains S* , schistes 
il Calymènes S'^ et grès de May S-^) reposent en discor- 
dance sur les formations cambriennes, le tout recouvert 
parles formations jurassiques. Deux vallées, celles de la 
Laize et du Laizcm, mettent à nu les formations siluriennes 
et dévoilent môme l'existence, dans la vallée de la Laize, 
d'une couche de minerai de fer. » 

Ajoutons de suite que ce minerai affleure aussi dans la 
vallée du Laizon, à la Brèche-au-l)ia))le, oii Ton voit un 
petit affleurement d'hématite brune. 

Précisons la forme de ce synclinal; représentons-le par 
raflleuromont des terrains anciens sous le jurassique sup- 
posé enlevé. En suivant l'afileurement des grès armori- 
cains, en en notant la direction et le pendage et en prenant 
la moyenne d'un grand nombre de mesures, nous avons pu 
établir le tracé représenté par la fig, 1. 



DE LA NORMANDIE 



"^ ! 




586 KTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINERAUX 

Nous voyons que, vers l'Esté raffleurement présente 
deux points d'inilexion (l'un vers Sassy, Tautre versOlen- 
don) et un point anguleux vers Perriores. 

Dans Tensenible, en faisant abstraction de ces trois 
points particuliers, nous constatons : que le pendage du 
relèvement Nord est très élevé et qu'il varie de 80 à 95**, 
que celui du relèvement Sud est moindre et compris 
entre 35 et 50°. 



•R^èg^ 



BrctlcvfUc-sur Laue 

•GOUVDL 



p;, Joulon 
_ , 1.C5 Monicrs en-i 

•Crimbosq' ftqX ^5-^^^^ .BrclLcvîTlc-leBabei 

farcie Cin^J^y ^ ^^"^ 




H' /Tternècc» 



Fio. 2. 



Faisons des coupes telles que celles indiquées par AB, 
CI), EF, GII sur la /îy. 2. Si nous traçons les coupes trans- 
versales du pli d'après les pendages et le sentiment de la 
continuité, nous avons les coupes ci-jointes (yî^y. 3) tracées 
en admettant une allure en fond de bateau. 

Remarquons que la (lèche serait alors de 1.200 mètres 
environ versOuillv-le-Tesson, de 050 mètres sur les com- 
munes de Sassy et d'Olendon, et que la coupe longitudi- 
nale EF doit présenter un point d'inflexion, tout comme 
les traces d'affleurement. 

Notons aussi que rien ne prouve que nous ayons en pro- 



DE LA NORMANDIE . 587 

fondeur cette allure en fond de bateau et qu'il se peut que 
nous aj^ons une allure en plateure avec, par conséquent, 
des flèches beaucoup moindres. 



_ JWQ» 



- ■* 




"^^ *^ 



Coupe AB Coupe GH Coupe CD 




IH iD 



FiG. 3. 



Ainsi à TEst le synclinal se termine, se ferme, par Taf- 
fleurement des grès armoricains, ces grès changeant peu 
à peu de direction, tournant toujours d'une façon continue, 
jamais brusquement, sauf naturellement au point angu- 
leux de Perrières. 

L'extrémité Ouest du synclinal est moins nette, perdue 
qu'elle est dans la forêt de Cinglais. 

Nous pensons pourtant qu'il doit se terminer comme à 
TEst, ou, du moins, d'une façon analogue, et qu'il ne s'ar- 
rête pas brusquement. 

En effet, si nous considérons (/î^. 2) les couches au mur 
des grès armoricains (les schistes verts et pourprés S% les 
conglomérats pourprés S** et même lesphyllades X), nous 
constatons que ces couches, à partir de Bretteville-sur- 
Laize, changent peu à peu de direction, passent au Sud de 
Fresnay-le-Puceux, à Boulon, à Saint-Laurent-du-Coudel 



588 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 

Cl ont coraplètenioiit tourne aux Moutiers-cn-Cinglais ; 
qu'elles affleurent, en somme, comme à Perrières, le» 
grès armoricains. 

Par suite, ces mêmes grès peuvent très bien, quoique 
caches par les assises de Toolithe inférieure (bajocien) et 
le diluvium de la forêt de Cinglais, avoir, vers TOuest, 
Tallure des couches sous-jacentes et tourner après Outre- 
Lai/e pour venir rejoindre les grès affleurants à Bar- 
berv. 



* 



TRAVAUX DE RECHERCHES. 

Nos recherches ont eu lieu sur la partie Est du syncli- 
nal. Elles ont été faites en cinq points : 

Doux sur le relèvement Nord ; deux sur le relèvement 
Sud ; une à Textrémité même du synclinal, soit, pour 
préciser : 

V Au hameau d'Assy, sur la commune d'Ouilly-Ie- 
Tesson ; 

2* Au heu dit les Feugles, sur la commune de Sassy ; 

S*" Vers la Brèche-au-Diable, sur la commune de Sou- 
mont-Saint-Quentin ; 

4° Près du village d'Olendon ; 

kf Au hameau du Breuil, sur la commune de Perrières. 



* 



1" Nos travaux comprenaient au hameau d'Assy un 
travers-bancs de ô7 mètres placé sur la rive gauche du 
Lai'^onfVoir les coupes, fig. 4 et 5). 

Ce travers-bancs rencontre d'abord un petit dépôt de 
minerai d'alluvion, puis du calcaire du bathonien moyen ; 



DE LA NORMANDIE d89 

il atteint ensuite les terrains primaires reju-ésciités parla 




\- 





couche de minerai, dont le pcndage est ici de 80°. Cette 



590 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 

couche (le iiiincrai a 6", 10 de puissance et est formée 
(l'hématite rouge. 

Au mur se trouvent quelques petits bancs de grès alter- 
nant avec de petits bancs d'argile blanche, rouge parfois 
et par places seulement. Ensuite le travers-bancs trouve 
des schistes à Calymènes présentant, jusqu'aux grès à Bilo- 
bites, différents aspects : ce sont des argiles blanches, des 
argiles schisteuses plus ou moins dures, grises, rouges, 
noires. Enfin, apparaissent des bancs d'argile diminuant 
de plus en plus, lorsqu'on approche des grès armoricains. 

Le mur du minerai se trouve à 39 mètres en puissance 
du toit des grès armoricains. 

Il y a lieu de faire ici une remarque : à l'ouverture du 
travers-bancs, sous une faible couche d'argile très irrégu- 
lière, se trouve un dépôt d'alluvion argileux et riche en 
morceaux de minerai. Ce dépôt se trouve au-dessus du 
bathonien moyen ; nous v avons trouvé des morceaux de 
calcaire contenant des Rhynchonelles ; ce dépôt est donc 
postérieur au jurassique et peut être considéré comme le 
résultat de l'érosion du minerai silurien, érosion pouvant 
avoir eu lieu k l'époque tertiaire. 

Ce même dépôt se retrouve aussi à la Brèche-au-Diable, 
mais alors inclus entre des argiles d'alluvion, argiles repo- 
sant sur les schistes à Calymènes. 

Outre le minerai primaire, il existe donc bien, dans la 
vallée duLaizon, comme d'ailleurs dans celle de la Laize, 
des dépôts de minerai tertiaire qui semblent avoir le pre- 
mier comme origine. 

Ajoutons que ces dépôts, argileux, irréguliers, peu 
étendus, paraissent inexploitables. 



* 



2° Sur Sassf/^ au heu dit les Feugles, un puits de 
18 mètres a traversé le bathonien moyen, le bathonien 



DE LA NORMANDIE 



591 



inférieur et un banc sableux reprtstn(ant ici le haj tien 
il a trouvé alors l'aflleurement du mincuiet une ti ij pc 
d'eau {fig. 6). 




Un travers-bancs reconnut ensuite la couche île 
6 mètres ilo puissance formée d'hématite rouge et d'un 
peu de limunite. 

Au mur du minerai existent encore les petits bancs de 
grès et d'argile alternés. 

Nous avons en ce point continué les travaux en vue 
d'une étude des niveaux hvtlrosta tiques. 

Ici, au toit du minerai, se trouvent des calcaires, et la 
nappe d'eau est à 18 mètres ; au mur se trouvent des 
argiles. 



592 ÉTUDE GKOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 

Un travers-bancs amorcé un peu au-dessus de ce niveau 
fut poussé horizontalement dans ces argiles ; de Teau ne 
tarda pas à suinter, ce qui permit de conclure à l'exis- 
tence d'une autre nappe d'eau, à un niveau un peu supé- 
rieur à celui de la précédente, ce que des sondages 
confirmèrent. 

Il y aurait donc ici, entre les grès do May et les grès 
armoricains, et reposant sur les schistes à Calymènos, 
deux nappes d'eau séparées par la crête du minerai. Cela 
existe ici ; mais, en d'autres points, ces deux nappes 
peuvent être réunies en une seule, tout dépendant do la 
plus ou moins grande proéminence de cette crête. 

Pour compléter cette étude, nous avons foncé un bure 
de 7 mètres de profondeur au mur de la couche ; il fut 
suivi par un travers-bancs devant la recouper. L'eau arriva 
bientôt par des fissures par les plans de stratification i\oi> 
argiles schisteuses et, enfin, jaillit dans un sondage fait 
au front de taille et atteignant le minerai. 

11 sera donc nécessaire, pour l'exploitation en profon- 
deur, de laisser une certaine épaisseur de l'aflleurement 
de minerai pour éviter autant que possible le passage par 
filtration des nappes d'eau à l'nitérieurde la mine. 



* 



3" A Soinnonl-Saitd'Quentiii, nos travaux utiles ont 
comporté (fig, 7, 8, 9) : une descenderie sur la rive 
gauche du Laizon nous donnant des indications sur le 
contact des schistes à Calyinènes avec les grès à Bilobites. 
Il y a là de petits bancs alternés de grès et d'argile, qui 
identifient nettement les contacts de ces deux formations 
sur les deux relèvements Nord et Sud (Voir PI. XIII); 

Un puits traversant la couche de minerai et la recou- 
pant à 12 mètres de profondeur ififf. 8). 

Le minerai formé d'hématite rouge et brune et do 



; LA NORMANDIE 



V. '^ 




596 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 

5° A PiTi'if'res, au hameau du Breiiil, les travaux ext^- 

cniisifig. \\ et 12) comprenaient : 






Fio, II. — Coupe du puits du Breuil. 

1,'iie (lesccnderie et divers ptiits qui noua ont donné la 
]>'isitinn exacte du toit des grès armoricains ; 







. 12. — Coupe des Iravai, 



Un puits traversant les calcaires du batlionien et attei- 
gnant le niveau liydrostatifiue ; un sondage qui reconnut 
' les schistes à CLilymènes, 



DE LA NORMANDIE TlOT 

Ces travaux avaient été effectués avcM* les premières 
■clonnéos qui nous faisaient chercher le minerai au conta<'f 
des grès armoricains. 

Un nouveau puits tombant sur les grès armoricains muis 
permit «le déterminer le |K>int ang:uleux de Ponières. La 
variation brusque de «lirection est de 3.V: le pendage sur 
le ivièvement Nord est voisin de 9o*; sur le relèvement 
Est, il est de 35^ 

Nos travaux en ce point ont, dès lors, été déplacés un 
peu au Sud, où des sondages et des puits nous donnèrent 
un affleurement do minerai malheureusement prescjue 
totalement couvert par les eaux. 



III 



Vovons niidnlenant quelles conclusions ou (fuelles pré- 
somptions se peuvent déduire des faits préï'édenunent 
exposés. Et, tout d'abord, résumons-les brièvement. 

Une coupe N.2(rE. par nos travaux de la Brèche-au- 
Diable et «fAssy (PI. XIII), et une autre par nos travaux 
d'Olendon et «le Sassy (PI. XIII), montrent Tidentité des 
dépôts sur les relèvements Nord et Sud du synclinal. 

Nos ti'avaux ont donc «létini une couche de nnnerai 
<'omposéo principah^mtMit «rhématite rouge avec un peu 
«rbématite brune et de lim«)nite, ces deux derniers «-orps 
pouvant «'^tre considérés comme une transformation <1«» 
riiématite rouge |)ar les agents atmosphériques et sem- 
blant «lev«»ir disparaître on |>rofondeur. 

Il est vrai (|u'<mi profondeur riiématite rouge peut dis- 
paraître aussi et être renq)lac«'»e — comme à la Kerrii^-e 
— par du carbonate. Je ne crois cepen«lant pas qu'il en 
soit ainsi à Textrémité Est du synclinal, et je pense plu- 
tôt que, connue à Saint-Rémy et pour les mêmes raisons, 
nous aurons là de riiématite <mi profon«leur. L'avenir nous 
fixera sur ce {Kiint. 

Tome I, 1902. no 



598 ÉTUDE GÉOLOGIQUE DES GITES MINÉRAUX 

Cette couche s'étendrait dans le synclinal de Pemères 
et formerait une cuvette de près de 20 kilomètres de lon- 
fcueur, de 4 kilomètres de largeur, et dont le fond pourrait 
atteindre une profondeur de 1.200 mètres environ. 

Retenons, en outre, que cette couche de minerai est 
intercalée dans les schistes a Caly mènes, qu'elle se trouve 
k environ 40 mètres des grès armoricains et, enfin, que 
les schistes à Calymènes (autant que les travaux effectués 
permettent d'en juger) ne semblent pas se présenter ici, 
commeàSaint-Rémv, à May, etc., sous forme de schistes 
durs, mais sous forme d'argiles diversement colorées, 
devenant schisteuses par places etnotamment dans le voi- 
sinage des grès kRilobitesi 



* 



Le silurien normand forme de longs bassins étroits dont 
la direction est à peu près parallèle à la direction armo- 
ricaine N.HO^E. 

Des coupes N.20**E. normales à cette direction et pas- 
sant Tune par Falaise et Tautre par Caen (PI. XIV et XV) 
montrent la superposition des terrains primitifs, primaires 
ot secondaires, en Normandie, particulièrement dims le 
Calvados. On voit que les dépôts jurassiques se sont dis- 
posés en transgression sur le primaire et qu'ils plongent 
dans l'ensemble vers le N.N.E. 

Ces coupes indiquent, en outre, la situation relative des 
diverses cuvettes silurieimes : de May, de Perrières, de 
Falaise et de la Ferrière-aux-Étangs. 

Cette situation est mise en lumière plus complètement 
encore par les coupes N.S. {fig. 13, 14, 15, 16), faites 
par 3% 2*90, 2'»8(> et 2° 70 de longitude Ouest. 

Toutes ces coupes permettent de relier entre eux les 
«lifférents plis siluriens, de préjuger leur allure géné- 
rale et. par conséquent, de prévoirie prolongement — 



DE LA NORMANDIE 51 

les terrains les phis récents — ■ des synclinal 



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L'examen attentif «le ces coupes et les constatations 






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locales nous ont (•(►nduit à ini certain nombre «Je conclu- 



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sions que nous allons signaler en remarqiuint tout (fabctnl 
que la profondeur des plis semble augmenter du Sud au 
Nord, ce qui conronle bien avec la transgression des ter- 
rains secondaires observés plus haut. 



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A May, la partie renversée de Tisoclinal (PI. XV) est; 
moins puissante que la fraction correspondante de la par- 
tie Sud. C'est un fait sur lequel tout le monde est d'accord : 
les explications (jui en sont données diffèrent seules-. 
Quant il nous, nous nous demandons s*il n'v aurait pas là 
simplement un laminage (les couches du au plissement ; 
ce fait n'est pas rare dans les plis alpins et amène mémo 
parfois la suppression des couches. 

Comme nous l'avons dit déjà pour le synclinal de Per- 
rières, nous pensons que Tisoclinal de May se ferme aussi 
àTEst, vers Fontenay-le-Marmion :on constate, en effet, 
<|ue les schistes verts et pourprés toui'uent en ce point, 
donnant ainsi l'indication d'une allure qui peut bien être 
aussi celle des grès siluriens. 

Dans le massif de Falaise, on constate Tc^xistence do 
deux synclinaux séparés par un anticlinal. Ces forma- 
tions siluriennes ])arlent de A'illedieu-lès-Bailleul et 
s*étendent à l'Ouest, en passant par Falaise, Saint-Rémy, 
Coutances, etc. 

Nous nous explicpions la forme extérieure api)arente 
d'un pareil massif par le simple jeu des érosions. Consi- 
dérons, en effet, un ensemble formé de deux syn(*linaux et 
d'un anticlinal i/fy. JTi, allure que nous rencontrons 
d'ailleurs, en pratique, vers Falaise et à Saint-Rémy 
(PL XIV et XV)," et, supposant à cet ensemble l'aspect 
primitif de la ftg. 17, voyons celui que lui peuvent donner 
les érosions snivant leur importance et leur direction. 

Si nous admettons que les érosions aient enlevé tout ce 



602 



ÉTUDE GÉOLOQIQUE DES GITBS MINÉRAUX 



qui est au-dessus de la ligne ZZ\ nous avons exactement 
la coupe de Falaise (Voir PL XIV). 




Fin. n. 



Si nous admettons que les érosions ont enlevé tout ce 
qui est au-dessus deZjZj, nous avons la coupe de Pontë- 
coulant-Saint-Bénin (/îy. 18 et 19). 




Pbnt/ccoulant -S^ Bénm 
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S* OmcfT-Combra^ Le Détroit Picrrepotit 



Kio. 18. — Pians dÏTosion hypothétiques de la fig. 17. 



De nionie, les érosions scliéniatiqucment représentées 
par (ZoZy et (ZjZ'g) nous donnent les coupes par Saint- 
Omer-Conibray, par le Détroit-Pierrei>ont [fig. 18 et 19). 

Supposons donc un pli dont le profil en direction soit tel 
(juo les coupes par Pontécoulant, Saint-Omer, le Détroit, 
soient los coupes A, B. C de la fig. 18, et admettons 
une érosion se produisant suivant un plan horizontal HH'. 
On aura comme résultais, après Térosion, justement les 



DE LA NORMANDIE 



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ETUDE GEOLOGIQUE DES GITES MINERAUX 



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considérés et que résume la